全微分为什么是各个自变量的偏增量之和呢?为什么不是它们的积呢?书上定义全微分有什么理论依据啊?
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/06 05:56:54
全微分为什么是各个自变量的偏增量之和呢?为什么不是它们的积呢?书上定义全微分有什么理论依据啊?
可以用一个比较几何比较不严格的方式解释么?
姑且以2元函数举例(其他应该也差不多),设z=f(x,y).
则z对x的偏微分z+dx(z)=f(x+dx,y)(这么表示很外行而且很别扭对吧,但是那个符号找不到.敬请将dx(z)理解为z对x的偏微分.微分符号乱写的问题也忍耐下吧).
z+dx(z)再对y的偏微分z+dx(z)+dy(z+dx(z))=f(x+dx,y+dy).
鉴于dx可以理解为是“无穷小增量”,所以函数在z和在(z+dx(z))的对y的偏微分是等价的,亦即z+dx(z)+dy(z)=f(x+dx,y+dy).
综上所述,当x,y同时有“无穷小增量”(用词不专业,请原谅)时,z的总增量是dx(z)+dy(z).并将此定义为z的全微分.
关于几何解释,仍以2元函数说.在空间坐标系中,函数图像呈一个曲面.取一极小“微元”,四端点(x,y),(x,y+dy),(x+dx,y),(x+dx,y+dy),(z轴坐标稍候讨论)可看作平面.设初始点(x,y,z),则由于是平面,对边平行(否则就是异面,不会相交),由此可以证明,另三点坐标(x,y+dy,z+dy(z)),(x+dx,y,z+dx(z))(x+dx,y+dy,z+dx(z)+dy(z)).(这是立几问题)
所以z的总增量就是各偏微分之和.
由于我也不是很熟练,不严格处见谅.
姑且以2元函数举例(其他应该也差不多),设z=f(x,y).
则z对x的偏微分z+dx(z)=f(x+dx,y)(这么表示很外行而且很别扭对吧,但是那个符号找不到.敬请将dx(z)理解为z对x的偏微分.微分符号乱写的问题也忍耐下吧).
z+dx(z)再对y的偏微分z+dx(z)+dy(z+dx(z))=f(x+dx,y+dy).
鉴于dx可以理解为是“无穷小增量”,所以函数在z和在(z+dx(z))的对y的偏微分是等价的,亦即z+dx(z)+dy(z)=f(x+dx,y+dy).
综上所述,当x,y同时有“无穷小增量”(用词不专业,请原谅)时,z的总增量是dx(z)+dy(z).并将此定义为z的全微分.
关于几何解释,仍以2元函数说.在空间坐标系中,函数图像呈一个曲面.取一极小“微元”,四端点(x,y),(x,y+dy),(x+dx,y),(x+dx,y+dy),(z轴坐标稍候讨论)可看作平面.设初始点(x,y,z),则由于是平面,对边平行(否则就是异面,不会相交),由此可以证明,另三点坐标(x,y+dy,z+dy(z)),(x+dx,y,z+dx(z))(x+dx,y+dy,z+dx(z)+dy(z)).(这是立几问题)
所以z的总增量就是各偏微分之和.
由于我也不是很熟练,不严格处见谅.
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