Конспект лекций по предмету "Высшая математика"


ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОСТЬ ФУНКЦИИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

ТЕМА «ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ»
ЛЕКЦИЯ № 11

ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОСТЬ ФУНКЦИИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ



ПЛАН


1. Полный дифференциал функции двух переменных.
2. Необходимое и достаточное условия дифференцируемости функции двух переменных.
3. Производная по направлению Градиент.
4. Частные производные и полные дифференциалы высших порядков.

1. Пусть функция z = f(х, у) определена в некоторой окрестности точки М(х, у). Составим полное приращение функции в точке М:

Z = f(x + ∆x, y + ∆у) – f(х, у).

Определение. Функция z = f(х, у) называется дифференцируемой (т.е.
имеет полный дифференциал) в точке М(х, у), если её
полное приращение можно представить в виде:
∆z = A · ∆x + B · ∆y + α · ∆x + β · ∆y , (1)
где α = α(∆х, ∆у) → 0 и β = β(∆х, ∆у) → 0 при ∆х → 0, ∆у → 0.
Сумма первых двух слагаемых в равенстве (1) есть выражение, линейное относительно ∆х и ∆у и представляет собой главную часть приращения функции. Сумма двух последних слагаемых правой части равенства (1) является бесконечно малой высшего порядка относительно , т.е. или .
Определение. Главная часть полного приращения функции z = f(х, у),
линейная относительно ∆х и ∆у, называется полным
дифференциаломэтой функции и обозначается симво-
лом dz:
dz = А · ∆х + В · ∆у. (2)
Выражения А · ∆х и В · ∆у называют частными дифференциалами.
Для независимых переменных ∆х = dх и ∆у =dу.
Поэтому равенство (2) можно записать в виде:

dz = А · dх + В · dу. (3)


Необходимое и достаточное условия дифференцируемости



Функции двух переменных.



Теорема 1 (необходимое условие дифференцируемости функции).

Если функция z = f(х, у) имеет в точке М(х, у) полный дифферен-
циал, то она имеет в этой точке частные производные и при этом
.
Формула (3) принимает вид:
. (4)


Теорема 2 (достаточное условие дифференцируемости функции).

водные и , то она дифференцируема в этой точке и её пол-
ный дифференциал выражается формулой (4).



Производная по направлению. Градиент.


.
Обозначим через .


ТЕОРЕМА (о связи градиента с производной по направлению).

=. (6)
В правой части формулы (6) стоит скалярное произведение двух векторов: вектора… Как известно из курса аналитической геометрии, единичный вектор вектора можно найти по формуле


Частные производные и полные дифференциалы высших порядков.

вить вопрос о вычислении частных производных и полных дифференциалов.

Определение. Частной производной второго порядка называют част-


ТЕОРЕМА (о равенстве смешанных производных одного порядка).

отличающиеся лишь порядком дифференцирования
непрерывны, то они равны между собой.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный конспект лекций Вы можете использовать для создания шпаргалок и подготовки к экзаменам.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем конспект самостоятельно:
! Как написать конспект Как правильно подойти к написанию чтобы быстро и информативно все зафиксировать.