张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(1)

今天就进入到高数下册“算!”的部分,先来看二阶偏导数计算,为什么宇哥钦点了二阶却不提一阶?因为一阶的链式法则不容易错,但是一到二阶就迷糊了,有没有发现,从上册开始,就是这样,不管是隐函数,还是参数方程,容易出错的就属二阶,一阶一般来说背背公式没啥问题。

问题索引:

首先是第一个问题,链式法则怎么使用,我讲复杂的导数有一个习惯,就是经常使用dy/dx这样的符号来表示,因为这套符号非常直观,非常容易看出来其中的规律。

对于多元函数来说,这套符号也是非常好使,比如这样的情况:

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(2)

设,

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(3)

观察这个式子,又是很像“创造条件法”,首先,根据题目已知条件,v和w都跟x有关系,还记得之前讲过的“红娘理论”吗,z要想联系上x,直接肯定联系不上,那就必须得借助红娘,正好,有两个人都能联系上这个x,那咋办?肯定是两个红娘都要联系,因为这样才能最大化提升联系上x的概率,于是,这个偏导数就插入了两个“红娘”,变成了两项相加,分别对应两条路径。

因此链式法则的本质就是联系对象,你的人脉决定了过程的复杂程度,链式法则图画出来之后,其实就特别像小说里的人物关系图,人物关系越复杂,这个小说就越需要读者去理解他们内部之间的关系(题就难)。

例题:取自张宇基础班讲义

设F(u,v)对其变元u,v具有二阶连续偏导数,并设

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(4)

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(5)

这是个混合偏导,相当于相亲相了一个,不满意,又相了第二个,这种混合偏导,一定要画清楚链式法则图,弄清楚人物关系,这样才能找到对的人。

先求一阶,先联系一下x,直接不行,就间接,两个红娘都认识x,那么分别联系一下,则有:

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(6)

再求二阶,这回变成了联系y,请注意,z对中间变量求完的导数,可还是u,v的函数,也就是说,求导不改变链式法则(这几个人永远是这么笨,见了一次面就是不留联系方式,每次都得找红娘)因此,求二阶导就复杂多了。

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(7)

所以整理一下最终结果就出来了:

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(8)

思考题:(来道真题练练~2009年)

设函数f(u,v)具有二阶连续偏导数,z=f(x,xy),求:

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(9)

认真算哦,不难的~

答案:

张宇5个高阶导数公式(二阶偏导数计算)(10)

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