Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Презентации по математике / Презентации / 12-13. Функции нескольких переменных.ppt
Скачиваний:
56
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
432.64 Кб
Скачать

Частные производные второго порядка

Def: Частными производными второго порядка функции z = z (x, y) называются

производные от частных производных первого

порядка т.е. z

 

2 z

 

 

 

z

,

 

 

2 z

 

 

z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

,

 

2

 

 

 

 

2

 

xx

 

x

 

 

 

 

yy

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

y

y

 

 

2 z

 

 

 

z

,

 

 

2 z

 

 

z

z

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

xy

 

x y

 

 

 

 

yx

 

y x

 

 

 

 

 

 

 

y

x

 

 

 

x

y

Порядок дифференцирования указан в индексе при прочтении слева направо.

Последние две производные, отличаются только порядком дифференцирования, называются смешанными и в случае их непрерывности равны.

Дифференцирование сложной функции

Пусть z = z (x, y), где x = x(u, v), y = y (u, v), u и v – независимые переменные,

т.е. z = z (x (u, v), y (u, v)) = f (u, v) – сложная функция. Тогда ее частные производные z u и z v могут быть найдены по формулам:

z u = z x x u + z y y u (1) z v = z x x v + z y y v (2).

Задача:

 

 

x ln u 2v , y e

v

 

x

, где

u

Дана функция z = y

.

 

 

Найти z u и z v

 

 

 

 

z'x z' y

y'u

y'v z'u

z'v

( y x )'x y x ln y

 

 

( y x )'y

xy x 1

 

 

(e

v

e

 

v

 

 

v

 

 

 

) '

 

u2

 

 

u

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

u2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

v

 

 

(e

 

) 'v

e

 

1

u

u

y x ln y

 

1 u

 

 

2v

 

 

 

 

 

u

 

 

2 y x ln y

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u 2v

x'u (ln(u 2v))'u u 12v x'v (ln(u 2v)'v u 22v

xy x 1 e uv uv2

xy x 1 e uv u1

ЭКСТРЕМУМ ФУНКЦИИ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ПЕРЕМЕННЫХ.

Def: Пусть функция z=f(x,y) определена в некоторой окрестности точки x0 , y0 . Говорят,что функция имеет в этой

точке строгий максимум (минимум) , если f x, y f x0 , y0 f x, y f x0 , y0

для всех точек (x,y), достаточно Близких к x0 , y0 .

Достаточное условие существования экстремума

Th: Пусть функция z=f(x,y) непрерывна в D(f) вместе со своими частными производными первого и второго порядков и т. P (x0, y0) является критической. Найдём в точке P

производные второго порядка и примем следующие обозначения:

A z x x0

 

B

z

x x0

C

 

 

x x

0

 

xx

y y0

 

 

xy

 

z

 

 

 

 

 

 

 

y y0

 

yy

y y0

Если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, то функция имеет в т. P экстремум:

 

 

 

 

Если

<0, то в т. P нет экстремума

 

 

 

 

 

 

Если

=0, то заключение об экстремуме сделать нельзя. В этом

 

 

----

максимум при A<02

и

 

 

 

 

 

 

 

----

AC B

0

 

 

 

 

 

 

 

минимум при A>0

 

 

 

 

 

 

 

 

случае требуются дополнительные исследования.