Частные производные

Рассмотрим функцию двух переменных z = f(x, y).

Частной производной функции двух переменных z = f(x, y) по х в точке (х, у) называется предел , если он существует. Частная производная есть обычная производная от функции f(x,y), рассматриваемой как функция только от переменной х при фиксированном у.

Аналогично определяется частная производная по у в точке (х,у):

.

Если у функции существует частная производная снова по переменной х, то ее называют частной производной второго порядка от функции f(x,y) по переменной х и обозначают . Таким образом, .

Аналогично для переменной у: .

Если существует частная производная от функции по переменной у, то эту производную называют смешанной частной производной второго порядка от функции z = f(x, y) и обозначают .

В курсе высшей математики доказывается теорема о том, что если функция двух переменных определена вместе со своими частными производными в окрестности некоторой точки, причем смешанные частные производные непрерывны в этой точке, то в этом случае результат дифференцирования не зависит от порядка дифференцирования, т. е. .

ПРИМЕР:

Вычислить функции .

ПРОИЗВОДНАЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ

Рассмотрим функцию двух переменных z = f(x, y). Если эта функция дифференцируема в точке (х,у), то для нее существует производная по направлению любого единичного вектора ` n⁰ = (Cosa, Cosb), выражаемая формулой ,

где a и b - углы, которые вектор ` n⁰ составляет с осями х и у.

Если же необходимо найти производную по направлению произвольного вектора ` n = a`i + в`j, то его необходимо сначала пронормировать и найти направляющие косинусы по формулам а потом воспользоваться приведенной выше формулой.