7.2.1 多元复合函数求导法则及实例
定理 如果函数u=φ(t)及ψ(t)都在点t可导,函数z=f(u,v)在对应点(u,v)具有连续偏导数,则复合函数z=f[φ(t), ψ(t)]在点t可导,且其导数可用下列公式计算:
。
例 设z=eusinv,而u = xy,v = x+y。求。
解
7.2.2 隐函数的求导公式
一个方程的情形
隐函数存在定理1 设函数F(x,y)在点P(x0,y0)的某一邻域内具有连续的偏导数,且F(x0,y0)=0, Fy(x0,y0) ≠ 0,则方程F(x,y) = 0在点(x0,y0)的某一邻域内恒能唯一确定一个单值连续且具有连续导数的函数y = f(x),它满足条件y0 = f(x0),并有
。
上面公式就是隐函数的求导公式。
隐函数存在定理2 设函数F(x,y,z)在点P(x0,y0,z0)的某一邻域内具有连续的偏导数,且F(x0,y0,z0) = 0, Fz(x0,y0,z0) ≠ 0,则方程F(x,y,z) = 0在点(x0,y0,z0)的某一邻域内恒能唯一确定一个单值连续且具有连续导数的函数z = f(x,y),它满足条件z0 = f(x0,y0),并有
。
例 设x2+y2+z2-4z = 0,求,
解 设F(x,y,z)= x2+y2+z2-4z ,则Fx = 2x,Fz = 2z-4。应同上面公式,得
。
再一次对x求偏导数,得
。
二方程组的情形
隐函数存在定理3 设F(x,y,u,v)、G(x,y,u,v)在点P(x0,y0,u0,v0)的某一邻域内具有对各个变量的连续偏导数,又F(x0,y0,u0,v0)= 0,G(x0,y0,u0,v0)= 0,且偏导数所组成的函数行列式(或称雅可比(Jacobi)式):
在点P(x0,y0,u0,v0)不等于零,则方程组F(x,y,u,v)= 0,G(x,y,u,v)= 0在点(x0,y0,u0,v0)的某一邻域内恒能唯一确定一组单值连续且具有连续导数的函数u = u(x,y),v = v(x,y),它们满足条件u0 = u(x0,y0),v0 = v(x0,y0),并有
。