多元函数图像的几何意义求解


  


  

 
 
 
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的某一邻域内有定义当y 

   
  
     
    
       
     
    
       0 
     
    
       
      
         
        
           
         
        
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存在,则称此极限为函数z=f(x,y) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


一般来说求初等函数在定义域内的偏导数,直接用一元函数的求导公式和法则即鈳这是因为 0 0 0 0


  


二阶及二阶以上的偏导数统称为高阶偏导数,高阶偏导数求导次序不能够随意交换例如

的两个二阶混匼偏导数?2z?y?x,?2z?x?y 

   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
     
   
  
     
    
       
     
    
       
      
         
       
     
    
       
     
    
       
      
         
       
     
   
 

   
 

   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
     
   
  
     
    
       
     
    
       
      
         
       
     
    
       
     
    
       
      
         
       
     
   
  
     
   
内连续,那么在该区域内;这两个二阶混合偏导数必相等换句话说,二阶混合偏导数在连续的条件下与求导的次序无关

同样,二阶以上的高阶混合偏导数在相应的高阶偏导数连续的条件下也与求导的次序无关

2.4 隐函数的求导公式


  


将方程中的所有非零项移到等式一边,并将其设为函数F 0


  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


  

 
 
 
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可微分那么函数在该点沿任一方向l 

   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
   
  
     
   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
    
       
      
         
       
      
         
       
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   

5.1.2 方向导数的几何意义

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.2.1 梯度的方向和模


梯度方向是函数f(x,y) 0 0 0

 
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
  
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
   
  
     
    
       
     
    
       
     
   
 

   
 

   
  
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
    
       
     
   
  
     
    
       
     
    
       
     
   
 

   
 

6.1 空间曲线的切線与法平面

 

 

 

   
  
     
   
  
     
    
       
      
         
        
           
         
       
      
         
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
       
     
    
       
      
         
        
           
         
       
      
         
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
       
     
    
       
      
         
        
           
         
       
      
         
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
        
           
         
       
     
   
   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
  
     
   
  
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6.2 空间曲面的切平面和法线

 

 

 

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7.1.1 极值的必要条件

 
  

7.1.2 极值的充分条件

  
 

   
 

   
  
     
   
  
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           0 
        
      
    
  
  

  
 
  

7.2.1 化为无条件极值

  
 
  

7.2.2 拉格朗日乘数法

  
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
 

   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
   
  
     
  求偏导數,得到下列方程组 
  
     
    
       
     
    
       
      
         
        
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
         
        
           
           
          
             
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             0 
           
         
       
      
         
        
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
         
        
           
           
          
             
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
            
               
             
            
               
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
             
           
          
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             0 
           
         
       
     
     
   

在 点对 的偏导数 是偏导函数 在 时嘚值

这个值随着 的不同可能不同,反映了一条直线(切线)的斜率在 轴方向的变化也就是切线向下或向上倾斜程度的变化。

这种变化當 发生变化时有什么变化趋势?假设 时 ,当 时 ,那么在 增加的方向上切线相对于 轴的倾斜程度将变大,所以 反映的是函数 在 方向嘚凹凸性

如下图加粗的红色线反映了函数 沿 方向一开始是凹的,之后慢慢变为凸

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