考研成长日记day1

    技术2022-07-10  243

    链式求导法则

    1.z=f( x 2 x^2 x2- y 2 y^2 y2,cos xy),f具有一阶连续偏导数,x=rcos θ,y=rsin θ,求 d z d r \frac{dz}{dr} drdz​, d z d θ \frac{dz}{dθ} dθdz​

    一阶偏导数其实就是看链式求导法则 令u= x 2 x^2 x2- y 2 y^2 y2,v=cos xy d z d r \frac{dz}{dr} drdz​的值为下面四项相加 z->u->x->r z->u->y->r z->v->x->r z->v->y->r d z d θ \frac{dz}{dθ} dθdz​的值为下面四项相加 z->u->x->θ z->u->y->θ z->v->x->θ z->v->y->θ 这里我们可以用 f’1来替代f’u 这样一来就比较好计算了 d z d r \frac{dz}{dr} drdz​= d z d u \frac{dz}{du} dudz​ d u d x \frac{du}{dx} dxdu​ d x d r \frac{dx}{dr} drdx​+ d z d u \frac{dz}{du} dudz​ d u d y \frac{du}{dy} dydu​ d y d r \frac{dy}{dr} drdy​+ d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​ d v d x \frac{dv}{dx} dxdv​ d x d r \frac{dx}{dr} drdx​+ d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​ d v d x \frac{dv}{dx} dxdv​ d x d r \frac{dx}{dr} drdx​ d z d θ \frac{dz}{dθ} dθdz​= d z d u \frac{dz}{du} dudz​ d u d x \frac{du}{dx} dxdu​ d x d θ \frac{dx}{dθ} dθdx​+ d z d u \frac{dz}{du} dudz​ d u d y \frac{du}{dy} dydu​ d y d θ \frac{dy}{dθ} dθdy​+ d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​ d v d x \frac{dv}{dx} dxdv​ d x d r \frac{dx}{dr} drdx​+ d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​ d v d x \frac{dv}{dx} dxdv​ d x d θ \frac{dx}{dθ} dθdx​

    答案 d z d r \frac{dz}{dr} drdz​=2 d z d u \frac{dz}{du} dudz​(xcosθ-ysinθ)- d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​sinxy(ycosθ+xsinθ) d z d θ \frac{dz}{dθ} dθdz​=-2r d z d u \frac{dz}{du} dudz​(xsinθ+ycosθ)+r d z d v \frac{dz}{dv} dvdz​sinxy(ysinθ-xcosθ) 或者是 d z d r \frac{dz}{dr} drdz​=2rf’1(xcosθ–ysinθ)-f’2sinxy(ycosθ+xsinθ) d z d θ \frac{dz}{dθ} dθdz​=-2rf’1(xsinθ+ycosθ)+rf’2sinxy(ysinθ-xcosθ)

    注意:当求二阶导数时,注意求导顺序,一般情况下 d 2 z d x d y \frac{d^2z}{dxdy} dxdyd2z​= d 2 z d y d x \frac{d^2z}{dydx} dydxd2z​,当然求导第二次也是遵循链式求导法则还有就是(xyz)’=x’yz+xy’z+xyz’,f中继续求导,也就是二阶导数时,下标和上标同时改变f’1->第二位置求导->f’12

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