
Диференціальне числення ФБЗ
.pdf. $" :
A = [ f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 + x, y0 )] − [ f ( x0 , y0 + y) − f ( x0 , y0 )] .
& + ' ϕ( x) , " ':
ϕ( x) = f ( x, y0 + y) − f ( x, y0 ) . |
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||||||||||||||||
# A = ϕ( x + |
x) − ϕ( x ) . ) * u′ ( x , y |
) , |
||||||||||||||||||||
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0 |
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0 |
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x |
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0 0 |
|
" ϕ( x) ( [ x0 , x0 + |
x] , ' |
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7 + ,: |
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A = ϕ′( x ) x , |
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x |
+ x |
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x |
0 |
+ |
x . |
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||||||||||
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0 |
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||
ϕ′( x ) = f ′( x , y |
0 |
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+ y) − f ′( x , y |
) . |
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||||||||||||||
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x |
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x |
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0 |
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) * u′′ |
( x , y |
) , u′ |
( y |
|||||||||||||||||||
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xy |
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0 0 |
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x |
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[ y0 , y0 + |
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|
y] , , + ' 7 +, : |
||||||||||||||||||
f ′(x , y + y) − f |
|
′( x , y ) = f ′′ (x |
, y ) y , |
|
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|||||||||||||||
x |
|
0 |
|
|
x |
|
|
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|
0 |
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|
|
xy |
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|
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||
y + y |
0 |
y |
0 |
+ |
y . ) + |
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A = |
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f ′′ ( x , y ) |
x |
y . |
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(16.1) |
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xy |
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% 6 A ": |
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||||||||||||||||||
A = [ f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 + y)] − [ f ( x0 + x, y0 ) − f ( x0 , y0 )] . |
|
|||||||||||||||||||||
& + ' ψ( y) , " ': |
|
|||||||||||||||||||||
ψ( y) = f ( x0 + x, y) − f ( x0 , y) . |
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||||||||||||||||
# A = ψ( y0 + |
y) − ψ( y0 ) . 2 ' 7 +: |
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||||||||||||||||||||
A = ψ′( y ) y , |
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|||
y |
+ y |
0 |
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y |
0 |
+ |
y . |
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|||||||||||
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|||
ψ′( y ) = f ′( x + x, y ) − f ′(x , y ) . |
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||||||||||||||||||
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|
y |
0 |
|
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y |
0 |
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# ' 7 +: |
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ψ′( y ) = f ′′ ( x , y ) x , |
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|||||||||||
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|
yx |
|
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A = |
f ′′ (x , y ) |
x |
|
|
y . |
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(16.2) |
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|
yx |
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2 (16.1) (16.2) ,: |
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||||||||||||||
f ′′ |
( x , y ) = f ′′ (x , y ) . |
|
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|||||||||||
xy |
|
|
yx |
|
|
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|
% ( |
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|
x → 0, |
|
y → 0 : |
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||||||||||||
lim |
f ′′ ( x , y ) = |
lim |
|
f ′′ |
( x , y ) . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
x→ |
0 |
xy |
|
x→ 0 |
yx |
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|||||
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||||||||
y→ 0 |
|
|
y→ 0 |
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) * f |
′′ |
, |
|
f ′′ ( x , y |
) , |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
xy |
|
|
|
|
yx |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
lim |
f ′′ ( x , y ) = |
f |
|
′′ ( x , y ), |
lim f |
′′ ( x , y ) = |
f ′′ ( x , y |
) . |
|
|||||||||||||
x→0 |
xy |
|
|
xy |
|
0 |
0 |
|
|
x→ 0 |
yx |
yx |
0 0 |
|
|
|||||||
|
|
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|||
y→0 |
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|
|
|
|
y→0 |
|
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2
42
f ′′ |
( x , y ) = f ′′ |
( x , y ) , |
|
xy |
0 0 |
yx |
0 0 |
( ! ! .
+ , * " ( " ! * "
.
! ". & u′′ |
, u′′ |
( x , y |
) |
xy |
yx |
0 0 |
|
,. 5 ", + " , . $" :
|
|
|
xy( x |
2 |
− y |
2 |
) |
|
|
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|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||
|
|
|
|
|
, x2 + y2 > 0, |
||||||||||
|
|
|
x2 + y2 |
|
|
||||||||||
u = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0, |
x |
2 |
+ y |
2 |
= 0. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 (: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
y(x4 − y4 + 4x2 y2 ) |
||||||||||||
|
∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, x2 + y2 > 0, |
|
= |
|
|
(x2 |
+ y2 ) |
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
∂x |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 + y2 = 0, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
0, |
* u′ |
(0,0) = lim |
u( x,0) − u(0, 0) |
= 0 . 2 u′ |
(0, y) = − y , |
||||
|
||||||||
|
x |
x→ 0 |
x |
|
x |
|
||
|
|
|
|
|
||||
u′′ |
(0, y) = −1, u′′ |
(0,0) = −1. |
|
|
|
|||
xy |
|
|
xy |
|
|
|
|
|
|
,, u′′ (0,0) = 1. |
|
|
|||||
|
|
|
|
yx |
|
|
|
|
|
# " u′′ |
(0, 0) ≠ u′′ |
(0, 0) , ! * |
|||||
|
|
|
|
|
xy |
yx |
|
|
' " + * " ' ". 8 ’"
, u′′ |
, u′′ |
(0,0) . |
xy |
yx |
|
% 2- " + + ' " x , ( y . # , 3- ". " u = f ( x, y) !:
|
∂3u |
, |
∂3u |
, |
∂3u |
, |
∂3u |
, |
∂3u |
, |
∂3u |
|
, |
∂3u |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
∂x3 |
∂x2∂y ∂x∂y∂x ∂x∂y2 |
|
∂y∂x∂y ∂y2∂x ∂y3 |
|
|||||||||||||
&, m - " , 6 |
||||||||||||||||||
(m − 1) - ". . , |
|
∂mu |
, ' m - ": |
|||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
∂x p ∂y m− p |
" u p ', * " x , m − p y .
" ( * "
' * " .
& " " 2- ".
. ( " u = f ( x, y) , + G 2
1- 2- ".
43
. " 2- u = f ( x, y )
, * " 1- ", ! (
, dx dy , . % , * " 2- " "
d 2u = d (du ) .
$" ' * * 6:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ |
|
∂ |
|
|
|
|
|
|||||
d 2u = d (du ) = d |
|
u |
dx + |
|
u |
dy |
|
= |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x |
|
∂y |
|
|
|
|
|
|||||
|
∂ |
|
∂ |
|
|
∂ |
|
|
|
∂ |
∂ |
u |
|
∂ |
|
||||||
= |
|
|
u |
dx + |
u |
dy dx + |
|
|
|
|
dx + |
u |
dy dy = |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
∂x |
∂x |
|
|
∂y |
|
|
|
∂y |
∂x |
|
∂y |
|
||||||||
= |
∂2u |
dx2 |
+ 2 |
∂2u |
dxdy + |
∂2u |
dy2 . |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
∂x2 |
|
|
|
∂x∂y |
|
∂y2 |
|
|
|
|
|
., " u = x2 cos y :
d 2u = 2 cos ydx2 − 4x sin ydxdy − x2 cos ydy2 .
" u = f ( x1 , x2 ,...xn ) 2- " , * "
, * ,:
n n |
2 |
|
|
|
d 2u = ∑∑ |
∂ |
u |
dx j dxk . |
|
∂x j ∂xk |
||||
j =1 k =1 |
|
|||
' * " ": |
||||
d 3u = d (d 2u),..., d mu = d (d m−1u) . |
||||
" |
m - " u = f ( x1 , x2 ,...xn ) , |
|||
: |
|
|
|
n n |
n |
d mu = ∑∑L ∑ |
|
k1 =1 k2 =1 |
km =1 |
. 2 ( 2 (:
∂u |
= a ju, |
∂2u |
|
∂x j |
∂x j ∂xk |
||
|
2 ' (16.3)
∂m f ( x , x ,...x ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
|
n |
dx dx |
Ldx . |
|
|
|
(16.3) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
∂xk ∂xk |
L∂xk |
|
k |
k |
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
m |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 2 |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d mu , " u = exp(a x + a x |
+ ... + a |
x |
) . |
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
1 2 2 |
|
n |
n |
|
|||
= a j ak u,..., |
|
|
∂mu |
|
|
|
= ak ak |
Lak u . |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
∂xk ∂xk L∂xk |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1 |
2 |
m |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
,: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
d mu = ∑∑L∑ak |
ak |
2 |
Lak |
m |
u dxk dxk |
Ldxk |
. |
|
|
1 |
|
|
1 |
2 |
m |
||
k1 =1 k2 =1 |
km =1 |
|
|
|
|
|
|
|
44
17. - .
2«* " ( , » ,,
" F (t) " n + 1 "
t0
+
+ ! ' # (:
F (t) = F (t |
) + F ′(t |
)(t − t |
) + |
1 |
F ′′(t |
)(t − t |
)2 + ... + |
1 |
F ( n) (t |
)(t − t |
)n + |
||
|
|
||||||||||||
0 |
0 |
0 |
|
2! |
0 |
0 |
|
n! |
0 |
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
F (n+1) (t |
|
+ θ(t − t |
))(t − t |
)n+1 |
(0 < θ < 1) |
|
|
0 |
|||||
(n + 1)! |
|
0 |
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(6 ( " 7 +). % ( :
F (t) − F (t0 ) = F (t0 ) .
#
F (t |
) = dF (t |
) + |
1 |
d 2 F (t |
) + ... + |
1 |
d n F (t |
) + |
1 |
|
d n+1F (t |
|
+ θ t) |
(17.1) |
|
|
|
|
|
0 |
|||||||||||
0 |
0 |
|
2! |
0 |
|
n! |
0 |
|
(n + 1)! |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0 < θ < 1) .
%, dt , " * "
( , ', t , "
, F (t0 ) ( .
$' ' ! * . "
" " ! + *
u = f ( x, y) .
%, " ( x0 , y0 ) " u = f ( x, y) ,
(n + 1) - " '. . x0 y0
x |
y , ! , ’, , ( x0 , y0 ) |
||
( x0 + x, y0 + |
y) (6 + * . % |
||
" " , |
|
|
|
x = x0 + t |
x, y = y0 + t y |
(0 ≤ t ≤ 1) . |
(17.2) |
% (17.2) * |
f ( x, y) . # , |
||
' , t : |
|
|
|
F (t ) = f ( x0 + t x, y0 + t y) . |
|
||
$" |
f ( x, y) ( x0 , y0 ) : |
|
f ( x0 , y0 ) = f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 ) .
& ', F (t) :
F (0) = F (1) − F (0) .
9 " F (t) , t = 0 (n + 1) - "
', + # ( (17.1):
F (0) = F (1) − F (0) = dF (0) + |
1 |
d 2 F (0) + ... + |
1 |
d n F (0) + |
1 |
|
d n+1F (θ) |
|
|
(n + |
|
||||
2! |
n! |
1)! |
(0 < θ < 1) . % * dt , " ( * "
45

, ', t = 1 − 0 = 1 . ' * ' "
, (:
|
|
|
|
|
|
|
dF (0) |
|
|
|
dF (0) |
|
|
∂f (x0 , y0 ) |
|
|
|
∂f ( x0 |
, y0 ) |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
dF (0) = |
|
|
|
|
|
t |
= |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x + |
|
|
|
|
y = |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x |
|
|
|
∂y |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= |
|
∂f (x0 , y0 ) |
dx + |
∂f ( x0 , y0 ) |
dy = df (x , y ) |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
∂x |
|
|
|
|
|
|
∂y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
d 2 F (0) = d (dF (0)) = |
d 2 F (0) |
|
|
|
t 2 = |
d 2 F (0) |
= |
|
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|||||||||||||||||||||||
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|||||||||||||||||||||||||
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dt 2 |
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dt 2 |
|
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|
|
|
|||||
|
|
|
∂2 f ( x , y |
|
|
) |
dx2 + 2 |
|
∂2 f ( x , y |
) |
|
|
|
|
|
|
|
∂2 |
f ( x , y ) |
dy2 = d 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
dxdy + |
|
|
0 0 |
f ( x , y |
) . |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
∂x2 |
|
|
|
|
|
|
|
∂x∂y |
|
|
|
|
|
∂y2 |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
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0 |
0 |
|
|||||||
|
|
|
% + ' , : |
|
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
d n F (0) = d n f ( x , y |
) , |
|
|
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|
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|
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|||||||||||||
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0 |
0 |
|
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|||||
|
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|
d n+1F (0) = d n+1 f ( x |
+ θ |
x, y |
0 |
+ θ |
y) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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0 |
|
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|||
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|
# , : |
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|
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|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
f ( x0 , y0 ) = f ( x0 + x, y0 + y) − f ( x0 , y0 ) = df ( x0 , y0 ) + |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
+ |
|
|
1 |
d |
2 f ( x , y ) + ... + |
1 |
d n f ( x , y ) + |
|
1 |
|
d n+1 f (x |
|
+ θ |
x, y |
+ θ y) . (17.3) |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2! |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
n! |
0 |
|
|
|
|
0 |
|
(n + |
1)! |
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 (17.3) , * " " + ! " &
u = f ( x, y) 6 7 +. 5 '
", 6 " ,
! , ! 6 ":
|
|
|
|
∂f (x0 , y0 ) |
|
∂f ( x0 |
, y0 ) |
|
f (x0 + |
x, y0 + |
y) − f (x0 |
, y0 ) = |
|
x + |
|
|
y + |
∂x |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
∂y |
+ |
|
1 |
|
|
∂2 |
f ( x0 , y0 ) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
∂x |
2 |
|
|||||
|
|
2! |
|
|
|
|||||
+ |
|
1 |
|
∂3 f (x0 , y0 ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3! |
|
|
∂x |
3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
2 |
+ |
2 |
∂2 |
f ( x0 , y0 ) |
|
x y + |
|
∂2 |
f ( x0 , y0 ) |
||||||||
|
|
∂x∂y |
|
|
|
|
|
|
∂y2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
3 |
+ 3 |
|
∂3 f (x , y |
0 |
) |
|
|
2 |
y + 3 |
∂3 f ( x , y ) |
|||||||
x |
|
|
|
0 |
|
x |
|
|
0 |
0 |
|
|||||||
|
|
|
∂x2∂y |
|
|
|
|
|
∂x∂y |
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 +
x y2 + ∂3 f ( x0 , y0 )
∂y3
y3 + ...
(17.4)
. . " ' # ( u = x y
M (1,1) , ! + 6 * 3- " '
x, y . / ,: x0 = 1, y0 = 1,
f ( x, y) |
M |
= xy−1 |
M |
= 1, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
||
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∂f |
|
= y |
−1 |
|
= 1 |
, |
|
∂f |
|
= −xy−2 |
|
= −1, |
|||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
∂x |
M |
|
∂y |
M |
|||||||||||
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
M |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
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||
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|
|
|
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|
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
46

∂2 f |
|
= 0 , |
|
∂2 f |
|
|
= − y−2 |
|
= −1, |
|
∂2 f |
|
|
= 2xy −3 |
|
|
= 2 , |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
∂x |
2 |
|
|
∂x∂y |
|
|
|
∂y |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
M |
|
M |
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
M |
|
|
|
|||||||
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
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||
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
∂3 f |
|
= 0 , |
|
∂3 f |
|
= 0 |
, |
|
∂3 f |
|
|
|
= 2 y−3 |
|
|
= 2 , |
∂3 f |
|
= −6 xy |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
∂x |
3 |
|
2 |
∂y |
|
∂x∂y |
3 |
|
|
|
|
∂y |
3 |
|
|||||||||||||
|
|
M |
∂x |
M |
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
M |
|
|
|
M |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
−4
M
= −6 .
#, (17.4) ,: |
|
|
|
|
||||||
|
1 + |
x |
= 1 + |
x − y + |
1 |
(−2 |
x y + 2 y2 ) + |
1 |
|
(6 x y2 − 6 y3 ) + ... = |
1 + |
|
|
|
|||||||
y |
2! |
3! |
|
|||||||
= 1 + |
x − y − |
x y + y2 + x |
y2 − y3 + ... |
|
18. . .
. ( " u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) + G n ,
( x0 = ( x01 , x02 ,...x0 n ) – 6 " + G .
. # x0 , * " u = f ( x) , " , " Sδ ( x0 ) G , " x Sδ ( x0 ) , "
' * ' x0 , *: f ( x) > f ( x0 ) .
. # x0 , * " u = f ( x) , " , " Sδ ( x0 ) G , " x Sδ ( x0 ) , "
' * ' x0 , *: f ( x) < f ( x0 ) .
# ' * "
, .
( " &). * ! x0
" & u = f ( x) , ! !
∂f
(k = 1, 2,..., n) . +
∂xk
∂f (x0 ) = 0 (k = 1, 2,..., n) .
∂xk
. .( x0 = ( x01 , x02 ,...x0 n ) –
u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) . " +, x0 –
. # , " Sδ ( x0 ) , x Sδ ( x0 ), x ≠ x0 :
47
f ( x) < f ( x0 ) .
$" ' ,
ϕ( x1 ) = f ( x1 , x02 ,..., x0 n ) .
# , ( δ - ( x01 − δ, x01 + δ) x01 , " ! * " "
x1 |
* : ϕ( x1 ) < ϕ( x01 ) , ! x01 , ' |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
ϕ( x ) . 2 ' , |
∂f (x0 ) |
, + , |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
. 2 ' ! , |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
ϕ′( x1 ) |
|
x1 =x01 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂f ( x0 ) |
|
|
|
∂f (x0 ) |
|
|
|
||||
,: ϕ′( x ) |
|
|
|
= 0 . ϕ′(x ) |
|
|
= |
. # |
= 0 . |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
x1 =x01 |
|
|
|
|
|
1 |
|
x1 =x01 |
|
∂x1 |
|
|
∂x1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
, |
∂f (x0 ) |
= 0 |
(k = 2,..., n) . # . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂xk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
$ . x0 " u = f ( x) " !, |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
n |
|
∂f ( x |
0 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
df ( x0 ) = ∑ |
|
dxk = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(18.1) |
|||||||||||||
|
|
∂xk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
k =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(, * x0 |
" u = f ( x) (, ( |
|
||||||||||||||||||||||||||||
' * |
∂f ( x) |
(k = 1, 2,..., n) , * x0 – |
|
||||||||||||||||||||||||||||
∂xk |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
, |
∂f (x0 ) |
= 0 |
|
(k = 1, 2,..., n) , ( , * (18.1). |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂xk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
! ". )! + " , |
||||||||||||||||||||||||||||||
! , 1- " |
|
x0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
'' * |
|
', |
|
|
|
, |
" * ( . |
||||||||||||||||||||||||
$", |
|
, ' |
|
|
|
u = x2 − y2 . |
/ , |
||||||||||||||||||||||||
u′ |
= 2x , u′ = −2 y , ! '' * ' (0, 0) . $ |
||||||||||||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( . |
(, " ( |
||||||||||||||||||||||||||||||
f (0,0) = 0 . 2 6 * , * |
ε |
||||||||||||||||||||||||||||||
+ Ox . ) , |
f (ε, 0) = ε2 > f (0, 0). |
" 6 * |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
ε |
+ |
Oy , |
,: f (0, ε) = −ε2 < f (0, 0). |
2 |
, , , ! (
!, (0, 0) – ( .
48

2 6 ! " + ,
1- " ' *. . " u = x2 + y2 ,
( ) (0,0),
u′ |
= |
|
x |
u′ |
= |
|
y |
|
|
|
||
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
|
|
x2 + y2 |
y |
|
|
x2 + y |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
( ' *. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
. 5 x0 |
1- " |
|||||||||||
u = f ( x) |
' * '' * ', x0 , * " |
u = f ( x) .
2 ,, (
! ' '. ! + "
, ! + ! '
. # ! "
. / ! + * * ' " .
( ). |
* ! |
x0 n |
|
|||||||
" & u = f ( x) = f ( x , x |
2 |
,..., x ) . - ! |
x0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
n |
|
|
|
2- |
" & u = f ( x) . +, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
n |
∂2 f (x0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 f (x0 ) = ∑ ∑ |
|
dx |
dx |
≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
j =1 k =1 ∂x j∂xk |
j k |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
dx1, dx2 ,..., dxn |
|
|
|
|
( |
n |
|
|
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ dx2 > 0 ), |
|
" & u = f ( x) . . , |
|||||||||||
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 f ( x |
0 ) > 0 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 f ( x0 ) < 0 |
|
|
∑ dx2 > 0 , x0 |
– . |
|||||||||||
|
|
|
j =1 |
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ dx2 > 0 , x0 – . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx1, dx2 ,..., dxn |
|
|
n |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
∑ dx2j |
> 0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
|
d 2 f ( x0 ) > 0 , |
1 |
2 |
|
|
n |
j |
|
|
|
||||
n |
|
|
|
|
|||||||||
dx′ |
, dx′ |
,..., dx′ |
|
∑ (dx′ )2 > 0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
d 2 f ( x0 ) < 0 , x0 .
49

|
1 2 |
n |
|
n |
j |
|
|
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∑ |
|
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! |
dx′′, dx′′,..., dx′′ |
(dx′′ )2 > 0 |
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, |
||||
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j =1 |
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|
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d 2 f ( x0 ) = 0 , x0 |
# , |
# ! |
(! ).
" " , ! *6 ( "
"
( " & ). * !
! M 0 ( x0 , y0 ) " u = f ( x, y )
.
f xx′′ ( x0 , y0 ) ( x0 , y0 ) = f xy′′ (x0 , y0 )
f xy′′ ( x0 , y0 )
> 0 ,
f yy′′ ( x0 , y0 )
" u = f ( x, y ) M 0 , ,
fxx′′ (x0 , y0 ) < 0 , , f xx′′ (x0 , y0 ) > 0 .
( x0 , y0 ) < 0 , M 0 .
( x0 , y0 ) = 0 , M 0 # , #
( ! ! ,
#).
.
1. '
u = x3 + y3 − 9 xy .
1). 2 (
u′ |
= 3x2 − 9 y , u′ |
= 3 y2 − 9x . |
x |
y |
|
'' ", , " *:
2
x − 3 y = 0,
y2 − 3x = 0.
$ ’" ' |
' |
, |
, |
|
|
|
M 0 (0, 0), M1 (3, 3). |
|
|
|
|
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2). % " M 0 , M1 -. / ,:
u′′ |
= 6x , u′′ |
= −9, u′′ |
= 6 y , |
xx |
xy |
yy |
|
(x, y ) = 36xy − 81 .
M 0 (0, 0) ,: (0,0) = −81 < 0 – + (
.
50
M1 (3,3) ,: (3,3) = 36 3 3 − 81 = 243 > 0 – + (
, , , * u′′xx ( M1 ) = 6 3 = 18 > 0 . 2 "
( f (3,3) = −27 .
2. |
' |
|
|
|||||||||
u = x4 + y4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
' , * (0, 0) , * u′ |
= 4x3 , u′ |
= 4 y3 . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
y |
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( : |
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|
|
|
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u′′ |
|
|
= 12x2 |
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= 0 , |
|
|
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|
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|
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|
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|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
xx |
|
x= y =0 |
|
|
|
|
x =0 |
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|
||||
|
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|
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|
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|
|
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||
|
|
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= 12 y2 |
|
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|
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|||
u′′ |
|
= 0, u′′ |
|
|
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= 0 , |
|
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xy |
|
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yy |
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x= y =0 |
|
|
y =0 |
|
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u = x4 + y4 , f (0,0) = 0 , 6 f > 0 , +
(0, 0) , .
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