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二階偏導(dǎo)數(shù)怎么求

2023-04-10 10:38:03文/張哲

利用關(guān)于x的偏導(dǎo)數(shù)表達式,先求得函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù);令等式中的一階導(dǎo)數(shù)等于0,代入函數(shù)表達式求出函數(shù)的極值點x0;以等式中的一階導(dǎo)數(shù)為自變量,用函數(shù)表達式傳遞一階導(dǎo)數(shù)對x的導(dǎo)數(shù),從而求得函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù);將極值點x0代入求得的二階導(dǎo)數(shù)的表達式,求出位于極值點的函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù)。

二階偏導(dǎo)數(shù)怎么求

二階偏導(dǎo)數(shù)的求法是什么

當(dāng)函數(shù) z=f(x,y) 在 (x0,y0)的兩個偏導(dǎo)數(shù) f'x(x0,y0) 與 f'y(x0,y0)都存在時,我們稱 f(x,y) 在 (x0,y0)處可導(dǎo)。如果函數(shù) f(x,y) 在域 D 的每一點均可導(dǎo),那么稱函數(shù) f(x,y) 在域 D 可導(dǎo)。

此時,對應(yīng)于域 D 的每一點 (x,y) ,必有一個對 x (對 y )的偏導(dǎo)數(shù),因而在域 D 確定了一個新的二元函數(shù),稱為 f(x,y) 對 x (對 y )的偏導(dǎo)函數(shù)。簡稱偏導(dǎo)數(shù)。

按偏導(dǎo)數(shù)的定義,將多元函數(shù)關(guān)于一個自變量求偏導(dǎo)數(shù)時,就將其余的自變量看成常數(shù),此時他的求導(dǎo)方法與一元函數(shù)導(dǎo)數(shù)的求法是一樣的。

設(shè)有二元函數(shù) z=f(x,y) ,點(x0,y0)是其定義域D 內(nèi)一點。把 y 固定在 y0而讓 x 在 x0 有增量 △x ,相應(yīng)地函數(shù) z=f(x,y) 有增量(稱為對 x 的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。

如果 △z 與 △x 之比當(dāng) △x→0 時的極限存在,那么此極限值稱為函數(shù) z=f(x,y) 在 (x0,y0)處對 x 的偏導(dǎo)數(shù),記作 f'x(x0,y0)或函數(shù) z=f(x,y) 在(x0,y0)處對 x 的偏導(dǎo)數(shù)。

把 y 固定在 y0看成常數(shù)后,一元函數(shù)z=f(x,y0)在 x0處的導(dǎo)數(shù)。同樣,把 x 固定在 x0,讓 y 有增量 △y ,如果極限存在那么此極限稱為函數(shù) z=(x,y) 在 (x0,y0)處對 y 的偏導(dǎo)數(shù)。記作f'y(x0,y0)。

二階偏導(dǎo)數(shù)性質(zhì)

一、如果一個函數(shù)f(x)在某個區(qū)間I上有f''(x)(即二階導(dǎo)數(shù))>0恒成立,那么對于區(qū)間I上的任意x,y,總有:f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2],如果總有f''(x)<0成立,那么上式的不等號反向。

幾何的直觀解釋:如果一個函數(shù)f(x)在某個區(qū)間I上有f''(x)(即二階導(dǎo)數(shù))>0恒成立,那么在區(qū)間I上f(x)的圖象上的任意兩點連出的一條線段,這兩點之間的函數(shù)圖象都在該線段的下方,反之在該線段的上方。

二、設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)具有一階和二階導(dǎo)數(shù),那么:

1、若在(a,b)內(nèi)f''(x)>0,則f(x)在[a,b]上的圖形是凹的;

2、若在(a,b)內(nèi)f’‘(x)<0,則f(x)在[a,b]上的圖形是凸的。

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