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全微分dz怎么求

2025-10-01 08:13:54

问题描述:

全微分dz怎么求,有没有人能看懂这题?求帮忙!

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2025-10-01 08:13:54

全微分dz怎么求】在多元函数中,全微分是研究函数变化率的重要工具之一。对于一个二元函数 $ z = f(x, y) $,其全微分 $ dz $ 表示函数在某一点处沿 $ x $ 和 $ y $ 方向的微小变化总和。掌握全微分的计算方法,有助于理解函数的局部性质和应用。

一、全微分的基本概念

全微分是函数在某一点处对自变量的线性近似,它由偏导数决定。若函数 $ z = f(x, y) $ 在点 $ (x, y) $ 处可微,则其全微分为:

$$

dz = \frac{\partial z}{\partial x} dx + \frac{\partial z}{\partial y} dy

$$

其中:

- $ \frac{\partial z}{\partial x} $ 是关于 $ x $ 的偏导数;

- $ \frac{\partial z}{\partial y} $ 是关于 $ y $ 的偏导数;

- $ dx $ 和 $ dy $ 是自变量的微小变化量。

二、求全微分的步骤

1. 确定函数形式:明确所给函数是关于 $ x $ 和 $ y $ 的函数。

2. 求偏导数:分别对 $ x $ 和 $ y $ 求偏导数。

3. 代入公式:将偏导数与微分项相乘后相加,得到全微分表达式。

三、常见函数的全微分示例

函数形式 偏导数 全微分
$ z = x^2 + y^2 $ $ \frac{\partial z}{\partial x} = 2x $, $ \frac{\partial z}{\partial y} = 2y $ $ dz = 2x\,dx + 2y\,dy $
$ z = xy $ $ \frac{\partial z}{\partial x} = y $, $ \frac{\partial z}{\partial y} = x $ $ dz = y\,dx + x\,dy $
$ z = e^{x+y} $ $ \frac{\partial z}{\partial x} = e^{x+y} $, $ \frac{\partial z}{\partial y} = e^{x+y} $ $ dz = e^{x+y}(dx + dy) $
$ z = \ln(x^2 + y^2) $ $ \frac{\partial z}{\partial x} = \frac{2x}{x^2 + y^2} $, $ \frac{\partial z}{\partial y} = \frac{2y}{x^2 + y^2} $ $ dz = \frac{2x}{x^2 + y^2} dx + \frac{2y}{x^2 + y^2} dy $

四、注意事项

- 全微分仅适用于可微函数,不可微函数不能使用此方法;

- 若函数中含有多个变量,需分别对每个变量求偏导;

- 全微分可以用于近似计算或优化问题中的梯度分析。

通过以上内容可以看出,全微分 $ dz $ 的求法并不复杂,只要掌握偏导数的计算方法,并正确代入公式即可。熟练掌握这一技巧,有助于更深入地理解多元函数的变化规律。

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