📜  总微分

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:04.233000             🧑  作者: Mango

总微分

函数f在某个点的全导数是函数wrt (相对于)其参数(变量)的点附近的近似值。如果函数。有时,全导数与函数的偏导数或普通导数相同。

对于复合函数:

一般来说,复合函数只不过是两个或多个依赖于任何公共变量 t 的因变量的函数。从两个变量中获得复合函数值。

如果u= f(x,y) ,其中xyt 处的因变量,那么我们也可以将u表示为 t 的函数通过将x, y的值替换为f(x,y) 。因此,我们找到称为u全导数的普通导数。

现在,要找到\frac{du}{dt}   没有实际替换 f(x,y) 中的 x 和 y 的值。

  \frac{du}{dt} =\frac{\partial u }{\partial x}. \frac{\partial x }{\partial t} + \frac{\partial u }{\partial y}. \frac{\partial y }{\partial t}

同样,如果u = f(x,y,z)其中x, y, z都是变量t的函数,则链式规则为:

  \frac{du}{dt} =\frac{\partial u }{\partial x}. \frac{\partial x }{\partial t} + \frac{\partial u }{\partial y}. \frac{\partial y }{\partial t} + \frac{\partial u }{\partial z}. \frac{\partial z }{\partial t}

问题:给定, u =  sin\frac{x}{y} , x = e^{t}, y= t^{2},  find  \frac{du}{dt}         作为t的函数。通过直接替换验证您的结果。

解决方案:我们有,  \frac{du}{dt} = \frac{\partial u }{\partial x}. \frac{\partial x }{\partial t} + \frac{\partial u }{\partial y}. \frac{\partial y }{\partial t}

= cos\frac{x}{y} .  \frac{1}{y} . _e{t} + (cos\frac{x}{y}) (\frac{-x}{_y{2}^{ }}) .2t

将 x 和 y 的值放入上述等式中

= cos\frac{_e{t}}{_t{2}} .  \frac{_e{t}}{_t{2}} -2cos\frac{_e{t}}{_t{2}} . _e{t}._t{3}

\frac{du}{dt} = (t-\frac{2}{_t{3}})._e{t}.cos\frac{_e{t}}{_t{2}}

问题:给定 f(x,y) =e x siny ,x=t 3 +1 和 y=t 4 +1。然后 df/dt 在 t = 1。

解:令 f(x,y) =e x siny

\frac{df}{dt} =\frac{\partial u }{\partial x}. \frac{\partial x }{\partial t} + \frac{\partial u }{\partial y}. \frac{\partial y }{\partial t}

= e x siny.(3t 2 ) + 舒适 .e x .(4t 3 )

我们知道,x= t 3 +1 和 y= t 4 +1

在 t =1、x=2 和 y=2 时的 x 和 y 值

\frac{df}{dt} = (e^{2})(sin2)(12) + (cos2)(e^{2})(32)

=(2.718) 2 (0.0349)(12) +(0.9994)(2.718) 2 (32)

= 238.97

对于隐式函数:

隐函数是其变量不是完全自变量的函数。设一个函数f(x,y) ,其中x是自变量,而yx因变量。

如果f(x, y)= c ( constant )是一个隐式函数,并且xy 之间的关系存在,它定义为x的可微函数。

这里, f(x,y) =常数

对于隐式函数,让我们考虑, x是自变量, yx的函数。

f(x,y) = c ……..eq (1)

根据总微分系数的定义。

问题:如果u = xlogxy where x 3 +y 3 +3xy=1 ,求du/dx。

解:我们有 x 3 +y 3 +3xy=1 ……….(1)

\frac{du}{dx}=\frac{\partial u}{\partial x}.\frac{dy}{dx} +\frac{\partial u}{\partial y}.\frac{dy}{dx}

= (logxy +1) + \frac{x}{y}.\frac{dy}{dx} ..........(2)

从 eq………….(1)

\frac {dy}{dx} = -\frac{\frac{∂f}{∂x}} { \frac{∂f}{∂y}}

\frac{dy}{dx} = -\frac {(3x^{2} + 3y)}{(3y^{2} + 3x)}

= -\frac{(x^{2} +y)}{(y^{2} +x)}t

在将值放入 eq (2) 之后

\frac{du}{dx} = (logxy +1) - (\frac{x}{y})\frac {(x^{2}+y)}{(y^{2}+x)} .