Курсовая работа по направлению 050100 Педагогическое образование

Глава 2
Производные и дифференциалы многих переменных
2.1 Частные производные нескольких переменных

Пусть задана функция двух переменных . Дадим аргументу приращение , а аргумент оставим неизменным. Тогда функция получит приращение , которое называется частным приращением по переменной и обозначается :

.

Аналогично, фиксируя аргумент и придавая аргументу прираще-ние , получим частное приращение функции по переменной :

.

Величина называется полным прира-щениием функции в точке .

Определение 4. Частной производной функции двух переменных по одной из этих переменных называется предел отношения соответствующего частного приращения функции к приращению данной переменной, когда последнее стремится к нулю (если этот предел существует). Обозначается частная производная так: или , или .
Таким образом, по определению имеем:


,
.
Частные производные функции вычисляются по тем же правилам и формулам, что и функция одной переменной, при этом учитывается, что при дифференцировании по переменной , считается постоянной, а при дифференцировании по переменной постоянной считается .
Пример 3. Найти частные производные функций:

а) ; б) .

Решение. а) Чтобы найти считаем постоянной величиной и дифференцируем как функцию одной переменной :

.

Аналогично, считая постоянной величиной, находим :

.

Решение.

б) ;

.
Геометрический смысл частных производных функции двух переменных
Графиком функции z= ƒ (х; у) является некоторая поверхность . График функции z = ƒ (х; у₀) есть линия пересечения этой поверхности с плоскостью у = у_о. Исходя из геометрического смысла производной для функции одной переменной , заключаем, что ƒ'x(х_о;у_о) = tg а, где а — угол между осью Ох и касательной, проведенной к кривой z = ƒ (х; у₀) в точке Мо(хо;уо; ƒ(хо;уо)) (см. рис. 208).
Аналогично, f'y (х₀;у₀)=tgβ.

2.