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全微分
鎖定
如果函數z=f(x, y) 在(x, y)處的全增量
Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y)
可以表示為
Δz=AΔx+BΔy+o(ρ),
其中A、B不依賴於Δx, Δy,僅與x,y有關,ρ趨近於O(ρ=√[(Δx)2+(Δy)2]),此時稱函數z=f(x, y)在點(x,y)處可微分,AΔx+BΔy稱為函數z=f(x, y)在點(x, y)處的全微分,記為dz即
dz=AΔx +BΔy
該表達式稱為函數z=f(x, y) 在(x, y)處(關於Δx, Δy)的全微分。
全微分全增量
為了引進全微分的定義,先來介紹全增量。
設二元函數z = f (x, y)在點P(x,y)的某鄰域內有定義,當變量x、y點(x,y)處分別有增量Δx,Δy時函數取得的增量。
稱為 f (x, y)在點(x,y)的全增量。
全微分定義
如果函數z = f (x, y)在點(x,y)的全增量
可表示為
其中A 、B僅與x、y 有關,而不依賴於Δx 、Δy,
,則稱函數z = f (x, y)在點(x,y)處可微分, AΔx+BΔy稱為函數z = f (x, y)在點(x,y)處的全微分。記作dz,即
。
函數若在某平面區域D內處處可微時,則稱這個函數是D內的可微函數,全微分的定義可推廣到三元及三元以上函數。
全微分定理
定理1
如果函數z=f(x,y)在點p0(x0,y0)處可微,則z=f(x,y)在p0(x0,y0)處連續,且各個偏導數存在,並且有f′x(x0,y0)=A,f′y(x0,y0)=B。
定理2
若函數z=f(x,y)在點p0(x0,y0)處的偏導數f′x,f′y連續,則函數f在點p0處可微。
定理3
若函數z = f (x, y)在點(x, y)可微分,則該函數在點(x,y)的偏導數
必存在,且函數z = f (x, y)在點(x,y)的全微分為:
全微分判別可微方法
1.若f (x,y)在點(x0, y0)不連續,或偏導不存在,則必不可微;
2.若f (x,y)在點(x0, y0)的鄰域內偏導存在且連續必可微;
極限、連續、可導、可微的關係
這幾個概念之間的關係可以用圖1表示: