- •Числовые функции
- •Рекомендуемая литература
- •Разделы лекции
- •Напоминалка
- •Вопрос на засыпку
- •Функции двух
- •Функции двух
- •Вопрос на засыпку
- •Вопрос на засыпку
- •Напоминалка
- •Приращения функции двух переменных
- •Приращения функции
- •Дифференциал функции
- •Дифференциал функции
- •Вопрос на засыпку
- •Вопрос на засыпку
- •Частные производные
- •Вычисление частных
- •Пример
- •Теорема о дифференциале
- •Вопрос на засыпку
- •Основное в лекции
Вопрос на засыпку
Построить график функции z=x2+y2-2y
и линии уровня этой
функции.
Решение.
1. Так как x2+y2-2y= x2+y2-2y+1-1=x2+(y-1) 2 -1, то графиком функции z=x2+(y-1) 2 -1 является параболоид вращения с
вершиной в точке (0, 1, -1).
z
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
11 |
|
|
переменных» |
|
Вопрос на засыпку
2. Линия уровня – это кривая на плоскости, задаваемая
уравнением: x2+(y-1)2 -1=C,
C – константа.
Это уравнение окружности с центром в точке (0, 1).
При различных значениях C - это концентрические окружности, радиус которых увеличивается с ростом величины C.
И.Р.Тимошина «Функции некскольких переменных»






Напоминалка
Пусть y=f(x) – функция одной переменной.
Приращением этой функции в точке x0 называется число y=f(x)-f(x0).
Функция называется дифференцируемой, если её
приращение можно представить в виде
y=A x + o( x)
В этом случае число A=f '(x0), т.е.
y=f '(x0) x + o( x).
Дифференциалом функции называется линейная часть её приращения: dy=f '(x0) x.
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
13 |
|
|
переменных» |
|
Приращения функции двух переменных
Пусть
P0(x0,y0) и R0 (x0+ x,y0+ y) - некоторые точки в области определения функции z=f(x,y).
Напомним, что
x=x x0, y=y y0 приращения независимых переменных.
|
Полным приращением |
|
|
|||||||||
|
функции z=f(x,y) в точке (x0,y0) |
|
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
||||||||||
|
называется число |
|
|
|||||||||
|
z= f (x,y) -f (x0,y0) . |
|
|
z=RR2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
переменных» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приращения функции
двух переменных
Частным приращением по переменной x назывантся
число
zx=f (x,y0) -f (x0,y0).
Частным приращением по переменной y назывантся
число
zy=f (x0,y) -f (x0,y0).
zx=SS2 zy=QQ2
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
15 |
|
|
переменных» |
|
Дифференциал функции
Пустьдвухполноепеременныхприраще ие функции z=f(x,y) в точке (x0,y0)
можно представить в виде:
z=A x+B y+o( x, y),
где A и B некоторые числа.
Такая функция называется
дифференцируемой
в точке (x0,y0).
dz=RR2
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
16 |
|
|
переменных» |
|
Дифференциал функции
Дифференциаломдвух переменныхфу кции
вух перем нных называется
линейная часть приращения:
dz=A x+B y
dz=R1R2
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
17 |
|
|
переменных» |
|
Вопрос на засыпку |
Найти частные и полное приращения и |
дифференциал функций: а) z=2x+3y б) z=x2+xy |
Решение. Задание а) |
1.xz=2(x0+ x)+3y0 - 2x0 - 3y0=2 x
2.yz=2x0+3 (y0 + y) - 2x0 - 3y0= 3 y.
3.z =2 (x0+ x)+3 (y0 + y) - 2x0 - 3y0= 2 x+3 y
4.dz= 2 x+3 y
Заметим, что для линейной функции полное |
|
приращение z равно дифференциалу dz и равно |
|
сумме частных приращений xz и yz. |
18 |
И.Р.Тимошина «Функции нек кольких |
|
переменных» |
|
Вопрос на засыпку
Задание б) z=x2+xy
1.xz=(x0+ x)2+(x0+ x) y0-x02-x0y0=2x0 x+y0 x+( x) 2.
2.yz=x02+x0 (y0 + y)-x02-x0y0=x0 y.
3.z =(x0+ x)2+(x0+ x)(y0 + y) -x02-x0y0=
=2x0 x+( x)2 + xy0+x0 y+ x y= (2x0+y0) x + x0 y+ + ( x)2 + x y.
4. dz=(2x0+y0) x + x0 y
Заметим, что в общем случае полное приращение z |
|
|
не равно дифференциалу и не равно сумме частных |
|
|
приращений xz и yz. |
19 |
|
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
||
|
||
переменных» |
|
Частные производные |
Δx 0 |
Δx |
|
Δy 0 |
Δy |
|
|
lim |
xz |
|
lim |
yz |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
xz |
lim f(x Δx,y) f(x,y) |
||
Вычислим пределы: Δx 0 |
Δx |
Δx 0 |
Δx |
|
lim |
yz |
lim |
f(x,y Δy) f(x,y) |
|
Δy |
Δy |
|||
Δy 0 |
Δy 0 |
|||
Если эти пределы существуют и конечны, то их
называют частными производными по x и по y
|
соответственно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения: |
z |
|
z |
f |
|
f |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
fx,fy |
, |
, |
|||||
|
x |
y |
|
|
|
|||
|
x |
y |
||||||
И.Р.Тимошина «Функции некскольких |
|
|
|
|
|
20 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
переменных» |
|
|
|
|
|
|
|
