二阶偏导是比较难的知识点,下面是关于二阶偏导数的公式及性质等内容,让我们一起来看看吧。
二阶偏导数公式详解
∂z/∂x=√(x²+y²)-x·2x/2√(x²+y²)]/(x²+y²)=y²/(x²+y²)^(3/2)]
∂z/∂y=-x·2y/2√(x²+y²)^(3/2)]=-xy/(x²+y²)^(3/2)]
∂²z/∂x²=-(3/2)y²·2x/(x²+y²)^(5/2)]=-3xy²/(x²+y²)^(5/2)]
∂²z/∂x∂y=2y·(x²+y²)^(3/2)-y²·(3/2)·(x²+y²)^(1/2)2y]/(x²+y²)³]
当函数z=f(x,y)在(x0,y0)的两个偏导数f'x(x0,y0)与f'y(x0,y0)都存在时,我们称f(x,y)在(x0,y0)处可导。假如函数f(x,y)在域D的每一点均可导,那么称函数f(x,y)在域D可导。
此时,对应于域D的每一点(x,y),必有一个对x(对y)的偏导数,因而在域D确定了一个新的二元函数,称为f(x,y)对x(对y)的偏导函数。简称偏导数。
按偏导数的概念,将多元函数关于一个自变量求偏导数时,就将其余的自变量看成常数,此时他的求导办法与一元函数导数的求法是一样的。
设有二元函数z=f(x,y),点(x0,y0)是其概念域D内一点。把y固定在y0而让x在x0有增量△x,相应地函数z=f(x,y)有增量(称为对x的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。
假如△z与△x之比当△x→0时的极限存在,那么此极限值称为函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数,记作f'x(x0,y0)或函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数。
把y固定在y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在x0处的导数。同样,把x固定在x0,让y有增量△y,假如极限存在那么此极限称为函数z=(x,y)在(x0,y0)处对y的偏导数。记作f'y(x0,y0)。
二阶偏导数的性质
(1)假如一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么对于区间I上的任意x,y,总有:
f(x)+f(y)≥2f(x+y)/2],假如总有f''(x)<0成立,那么上式的不等号反向。
几何的直观解释:假如一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。
(2)判断函数极大值以及极小值。
结合一阶、二阶导数能够求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。
(3)函数凹凸性。
设f(x)在a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么,
1.若在(a,b)内f''(x)>0,则f(x)在a,b]上的图形是凹的;
2.若在(a,b)内f’‘(x)<0,则f(x)在a,b]上的图形是凸的。