- •(Функция нескольких переменных)
- •1. Понятие функции двух и более переменных
- •1.1 Предел и непрерывность функции двух переменных
- •2. Примеры дифференциальных уравнений в частных производных 1-го порядка
- •3.Полный дифференциал
- •4. Производная сложной функции.
- •5.1Полный дифференциал
- •6. Касательная плоскость к поверхности
- •6.1Понятие дифференциала. Геометрический смысл дифференциала. Инвариантность формы первого дифференциала.
- •7.Производная по направлению и градиент функции нескольких переменных
- •8. Частные производные и дифференциалы высших порядков
- •9. Неявные функции
- •9.1Дифференцирование неявной функции
- •10. Экстремум функции
- •10.1Критические точки функции. Необходимое условие экстремума.
- •11. Достаточное условие экстремума
- •12. Наибольшее и наименьшее значения функции двух переменных в замкнутой области
- •13. Достаточные условия экстремума функции двух переменных
- •14. Лагранжа метод множителей
- •(Интегральное исчисление)
- •1. Первообразная и неопределенный интеграл
- •1.1Таблица простейших интегралов
- •3. Метод подведения под знак дифференциала
- •4. Метод замены переменной
- •5. Интегрирование по частям
- •6. Теорема Безу
- •7. Теорема о разложении многочлена на линейные множители
- •8. Разложение дроби на простейшие.
- •9. Интегрирование рациональных дробей
- •10. Остроградского метод
- •11. Интегрирование тригонометрических функций
- •12 Интегрирование иррациональных выражений
- •14. Интегрирование дифференциального бинома
- •15 Интегрирование иррациональных функций
- •17. Формула Ньютона-Лейбница
- •18. Замена переменной в определенном интеграле
- •19. Несобственные интегралы.
- •20. Приближённое вычисление определённых интегралов
- •22. Длина дуги кривой.
- •23. Вычисление объема тела по площадям его параллельных сечений
- •24. Объем тела вращения.
- •25. Геометрическое и механическое приложения определенного интеграла
- •(Числовые ряды)
- •2. Свойства сходящихся рядов.
- •12. Оценка знакочередующегося ряда.
- •13. Знакопеременные ряды
- •14. Абсолютная и условная сходимость
- •15. Знакопеременные ряды
- •19. Дифференцирование и интегрирование степенных рядов
- •20. Признак Вейерштрасса Рассмотрим ряд
- •21. Степенным рядом называется ряд вида
- •22. Интервал и радиус сходимости степенного ряда
- •24. Ряды Тейлора и Маклорена
3.Полный дифференциал
Полный дифференциал, функции f (x, у, z,...) нескольких независимых переменных — выражение
в случае, когда оно отличается от полного приращения
Df = f (x + Dx, y + Dy, z + Dz,…) - f (x, y, z, …)
на величину, бесконечно малую по сравнению с
4. Производная сложной функции.
Функции сложного вида не совсем корректно называть термином «сложная функция». К примеру, смотрится очень внушительно, но сложной эта функция не является, в отличие от .
В этой статье мы разберемся с понятием сложной функции, научимся выявлять ее в составе элементарных функций, дадим формулу нахождения ее производной и подробно рассмотрим решение характерных примеров.
При решении примеров будем постоянно использовать таблицу производных и правила дифференцирования, так что держите их перед глазами.
Сложная функция – это функция, аргументом которой также является функция.
С нашей точки зрения, это определение наиболее понятно. Условно можно обозначать как f(g(x)). То есть, g(x) как бы аргумент функции f(g(x)).
К примеру, пусть f – функция арктангенса, а g(x) = lnx есть функция натурального логарифма, тогда сложная функция f(g(x)) представляет собой arctg(lnx). Еще пример: f – функция возведения в четвертую степень, а - целая рациональная функция (смотрите классификацию элементарных функций), тогда .В свою очередь, g(x) также может быть сложной функцией. Например, . Условно такое выражение можно обозначить как . Здесь f – функция синуса, - функция извлечения квадратного корня - дробная рациональная функция. Логично предположить, что степень вложенности функций может быть любым конечным натуральным числом .
Часто можно слышать, что сложную функцию называют композицией функций.
Формула нахождения производной сложной функции.
Пример.
Найти производную сложной функции .
Решение.
В данном примере f – функция возведения в квадрат, а g(x) = 2x+1 – линейная функция.
Вот подробное решение с использованием формулы производной сложной функции:
Давайте найдем эту производную, предварительно упростив вид исходной функции.
Следовательно,
Как видите, результаты совпадают.
Постарайтесь не путать, какая функция есть f, а какая g(x).
Поясним это примером на внимательность.
Инвариантность формы полного дифференциала
Выражение полного дифференциала функции нескольких переменных имеет тот же вид вне зависимости от того, являются ли u и v независимыми переменными или функциями других независимых переменных.
Доказательство опирается на формулу полного дифференциала
Что и требовалось доказать.
5.Полная производная функции — производная функции по времени вдоль траектории. Пусть функция имеет вид и ее аргументы зависят от времени: . Тогда , где — параметры задающие траекторию. Полная производная функции (в точке ) в таком случае равна частной производной по времени (в соответствующей точке ) и может быть вычислена по формуле:
,
где — частные производные. Следует отметить, что обозначение является условным и не имеет отношения к делению дифференциалов. Кроме того, полная производная функции зависит не только от самой функции, но и от траектории.
Например, полная производная функции :
Здесь нет так как сама по себе («явно») не зависит от .
Полный дифференциал
Перевод