全微分的定義課件

ΔxΔyxy如圖，一邊長(zhǎng)分別為x、y的長(zhǎng)方形金屬薄片，受熱后在長(zhǎng)和寬兩個(gè)方向上都發(fā)生變化，分別為Δx、Δy，那么該金屬薄片的面積A改變了多少？ΔA稱(chēng)為面積函數(shù)A=xy的全增量，由兩部分組成：Δx，Δy的線性部分當(dāng)(Δx,Δy)→(0,0)時(shí)，是一個(gè)比高階無(wú)窮小。ΔxΔyxy如圖，一邊長(zhǎng)分別1

定義設(shè)函數(shù)在點(diǎn)(x，y)的某個(gè)鄰域內(nèi)有定義，點(diǎn)（x+Δx，y+Δy）在該鄰域內(nèi)，

如果函數(shù)在點(diǎn)（x，y）的全增量可以表示為其中A，B與Δx,Δy無(wú)關(guān)，是當(dāng)→0時(shí)比ρ高階的無(wú)窮小。則稱(chēng)函數(shù)在點(diǎn)（x，y）處可微，稱(chēng)函數(shù)在點(diǎn)(x,y)處的全微分，記作dz或df(x,y)，即顯然，dz≈Δz一、全微分定義設(shè)函數(shù)2二可微的必要和充分條件定理（可微的必要條件）如果函數(shù)在點(diǎn)（x，y）處可微，則它在該點(diǎn)處必連續(xù)，且它的兩個(gè)偏導(dǎo)數(shù)都存在，并且證明：由函數(shù)在點(diǎn)（x，y）處可微有所以即二可微的必要和充分條件定理（可微的必要條件）3因此，函數(shù)在點(diǎn)（x，y）連續(xù)。又因?yàn)橹械腁，B與Δx，Δy無(wú)關(guān)，也就是該式對(duì)任意的Δx，Δy都成立。不妨取Δy=0，則有上式兩邊同除以Δx，再令Δx→0，

則有即說(shuō)明存在，且同理可證存在，且故有因此，函數(shù)在點(diǎn)（x，y）連4注意：此命題不可逆。即若兩偏導(dǎo)數(shù)都存在，也不能保證函數(shù)在點(diǎn)（x，y）可微。討論函數(shù)：由以前的討論可知，在點(diǎn)（0，0）處它的兩個(gè)偏導(dǎo)數(shù)都存在，可該函數(shù)在此點(diǎn)卻不連續(xù)，不連續(xù)肯定不可微。定理（可微的充分條件）如果函數(shù)的兩個(gè)偏導(dǎo)數(shù)在點(diǎn)（x，y）都存在且連續(xù)，則該函數(shù)再給點(diǎn)可微。注意：此命題不可逆。即若兩偏導(dǎo)數(shù)都存在，也不5以上有關(guān)概念和定理均可以退到三元及三元以上的函數(shù)中去。由于自變量的微分等于自變量的微分，故二元函數(shù)的全微分習(xí)慣上可寫(xiě)為類(lèi)似地，三元函數(shù)的全微分為例1求函數(shù)的全微分。解：先求函數(shù)的兩個(gè)偏導(dǎo)數(shù)：以上有關(guān)概念和定理均可以退到三元及三元以上的6所以例2求函數(shù)在點(diǎn)（2，-1）處的全微分。解：因?yàn)樗运岳?求函數(shù)7例3設(shè)函數(shù)在點(diǎn)（0，0）有增量Δx=0.2，Δy=0.3，求全微分dz。解：所以此題可理解為：在點(diǎn)（0，0）處x，y分別有增量Δx=0.2，Δy=0.3時(shí)，函數(shù)也產(chǎn)生增量Δz，并且Δz≈dz=1.8。例3設(shè)函數(shù)8三全微分在近似計(jì)算中的應(yīng)用應(yīng)用的公式：例4設(shè)一金屬圓柱受壓變形后，底面半徑由原來(lái)的20cm變到20.1cm，高由原來(lái)的40cm減少到39.5cm，求該金屬體體積變化的近似值。解：設(shè)圓柱體的底面半徑為r，高為h，體積為V則有所以其中r=20，h=40，Δr=0.1，Δh=-0.5三全微分在近似計(jì)算中的應(yīng)用應(yīng)用的公式：例49由公式（1）得即金屬體受壓后體積減少了125.6cm3。由公式（1）還可得例5計(jì)算的近似值。解：構(gòu)造函數(shù)，則由公式（1）得即金屬體受壓后體積減少了125.6cm3。由公10取則所以例5

設(shè)一金屬圓柱受壓變形后，底面半徑由原來(lái)的20厘米變到20.1厘米，高由原來(lái)的40厘米減少到39.5厘米，求該金屬體體積變化的近似值。解：如下圖所示。取則所以例5設(shè)一金屬圓柱受壓變形后，底面半徑由1120cm40cm20.1cm39.5cm設(shè)圓柱體的底面半徑為r，高為h，體積為V，則有此時(shí)其中r=20，h=40，Δr=0.1，Δh=-0.5故有—即金屬體受壓后體積減少了125.6cm3。20cm40cm20.1cm39.5cm