一、多元函数的概念:

设D为一个非空的n 元有序数组的集合, f为某一确定的对应规则。若对于每一个有序数组 ( x1,x2,…,xn)∈D,通过对应规则f,都有唯一确定的实数y与之对应,则称对应规则f为定义在D上的n元函数。

记为y=f(x1,x2,…,xn) 其中 ( x1,x2,…,xn)∈D。 变量x1,x2,…,xn称为自变量,y称为因变量。

 

二元函数,通常是一张曲面,如图所示:

 

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_有序数组

 

 

二、多元函数的极限:

二元函数的极限:

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_有序数组_02

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_有序数组_03

 

三、多元函数的偏导数: 

多元函数偏导数的概念:

就是它关于其中一个自变量的导数而保持其他自变量恒定,就是偏导数。

关于全部自变量的导数,就是全导数。

 

偏导数的几何意义:表示固定面上一点的切线斜率。

偏导数 f'x(x0,y0) 表示固定面上一点对 x 轴的切线斜率;偏导数 f'y(x0,y0) 表示固定面上一点对 y 轴的切线斜率。

 

以二元函数为例:

x方向的偏导

设有二元函数 z=f(x,y) ,点(x0,y0)是其定义域D 内一点。把 y 固定在 y0而让 x 在 x0 有增量 △x ,相应地函数 z=f(x,y) 有增量(称为对 x 的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。

如果 △z 与 △x 之比当 △x→0 时的极限存在,那么此极限值称为函数 z=f(x,y) 在 (x0,y0)处对 x 的偏导数,记作 f'x(x0,y0)或。函数 z=f(x,y) 在(x0,y0)处对 x 的偏导数,实际上就是把 y 固定在 y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在 x0处的导数。

y方向的偏导

同样,把 x 固定在 x0,让 y 有增量 △y ,如果极限存在那么此极限称为函数 z=(x,y) 在 (x0,y0)处对 y 的偏导数。记作f'y(x0,y0)。

 

 

以三元函数为例:

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_Python求多元偏导数_04

 

 多元函数的求偏导,将某自变量之外的变量,看作常量。示例:

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_Python求多元偏导数_05

 

四、多元函数的高阶偏导数:

高阶偏导数:如果二元函数 z=f(x,y) 的偏导数 f'x(x,y) 与 f'y(x,y) 仍然可导,那么这两个偏导函数的偏导数称为 z=f(x,y) 的二阶偏导数。

二元函数的二阶偏导数有四个:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy。注意:

f"xy与f"yx的区别在于:前者是先对 x 求偏导,然后将所得的偏导函数再对 y 求偏导;后者是先对 y 求偏导再对 x 求偏导。当 f"xy 与 f"yx 都连续时,求导的结果与先后次序无关。

 

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_Python求多元偏导数_06

 

Python求多元偏导数 多元函数求偏导f1_定义域_07