Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Функции нескольких переменных.pdf
Скачиваний:
146
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
716.38 Кб
Скачать

то есть дифференциал функции двух переменных равен приращению аппликаты касательной плоскости.

Пример

Напишите уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности, заданной

уравнением z = ln(x + y2 )в точке (1,0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Частные

производные

заданной функции

равны

z

=

 

1

,

z

=

2 y

.

x

x + y2

 

x + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

Вычислим значения частных производных

в

точке (1,0):

z

(1,0)=1 ,

z

(1,0)= 0 .

 

 

(1,0) z0 = ln1 = 0 .

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

Значение функции в точке

Тогда уравнение касательной плоскости

имеет вид:

z = 0 +1 (x 1)+ 0 (y 0),

или

z = x 1.

 

 

Уравнение

нормали:

x 11 = 0y = z1 .

3.3.Приближенные вычисления и оценка погрешностей

 

 

 

 

 

 

 

 

n

w

(M0 )

 

 

 

 

 

 

Из определения дифференциала dw =

xi

функции нескольких переменных

x

w = f (x1, x2,..., xi ,..., xn )

 

 

 

i=1

i

 

 

 

 

 

следует важный вывод. В тех случаях, когда модули приращений

 

xi

 

достаточно

малы,

можно

заменять

приращение

функции

в

некоторой точке

 

 

 

M (x1 + x1, x2 +

x2 ,..., xn +

xn )

ее

дифференциалом,

так

как

они

отличаются на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

xi )2 . Погрешность,

бесконечно малую более

высокого

порядка, чем

ρ =

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =1

 

 

появляющаяся при такой замене, не превосходит ρ. Этим пользуются при вычислении приближенных значений дифференцируемых функций.

Пример

Вычислить приближенно 3,012 +3,982 .

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим функцию

z =

x2 + y2 . Необходимо вычислить ее значение в точке

 

M (3,01;3,98).

Представим

 

z = z0 + z ,

где

z0 = f (x0 , y0 ),

x0 = 3,

y0 = 4 . Тогда

 

z0 = 5 .

Теперь представим

x = 3,01 = x0 +

x

и

y = 3,98 = y0 +

y . Так

как

 

x0 = 3 и y0 = 4 , то

x = 0,01,

а

y = −0,02 . Поскольку

x и

y достаточно малы, то

заменим

 

 

приращение

 

 

 

функции

 

 

z

 

ее

 

дифференциалом

dz = z (x ,

y )

x +

z

(x , y

 

)

y .

Для

этого

вычислим

частные

производные

 

 

 

 

x

0

0

 

y

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

=

x

 

и

z

=

 

 

y

в

точке

(3, 4).

Получим

z

(3, 4)= 0,6

и

 

x

x2 + y2

 

y

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

z

(3, 4)

= 0,8 . Тогда дифференциал в точке (3, 4) при

x = 0,01 и

y = −0,02 равен

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz = 0,6 0,01 + 0,8 (0,02)= 0,006 0,016 = −0,01 .

24