答:
1、多元函数求偏导经常使人疑惑的问题就是自变量的偏导如何去求,这里给你先澄清基本概念,然后再说方法;
2、以三元函数u=f(x,y,z)为例,显然,从函数本身考察,其自变量为:x,y,z,因此,如果是求该函数的偏导,显然,形式是:∂u/∂x,∂u/∂y,∂u/∂z;但是如果,题设中明确说明,z是包含x,y的函数,即:z=z(x,y),此时原函数是:u=f(x,y,z(x,y)),这是求偏导数,就不能将z当作常量求偏导时略去了,因为其包含x,y。
3、总结:从上可以看出,在非复合函数下,三元函数或多元函数的求偏导,其自变量是可以独立的,而在复合函数或关联条件下,就不能将自变量看成独立变量了。
4、从微分角度看,显然三元函数的微分为:du=f1'dx+f2'dy+f3'dz,这个等式非常重要,它表征了微分和偏导,全导,偏导连续之间的关系!
1)如果令:x=x(t),y=y(t),z=z(t),即存在x,y,z的共同自变量,此时:dx=x'dt,dy=y'dt,dz=z'dt,带入上式:
du=f1'x'dt+f2'y'dt+f3'dt,显然:du/dt就是原函数对t的全导数了!
2)如果令:z=z(x,y),那么显然:dz=z1'dx+z2'dy,带入原式:
du=f1'dx+f2'dy+f3'(z1'dx+z2'dy) = (f1'+f3'z1')dx+(f2'+f3'z2')dy,则:原函数对于x和y的偏导就成了:∂z/∂x=f1'+f3'z1',∂z/∂y=f2'+f3'z2'
5、从隐函数的角度分析同上,只需令:F(x,y,z,u)=u-f(x,y,z)=0,也能得到类似结论,这里不在赘述。
6、综上,可以总结:当视x,y,z为独立量时,其变量之间没有依存或复合关系,反之当有依存和复合关系时,应将该变量用复合函数的链式求导法则计算。