
【计】 partial derivative
偏导数是多变量微积分中的核心概念,用于描述函数在某一方向上的局部变化率。当函数( f(x_1,x_2,…,x_n) )包含多个自变量时,偏导数(frac{partial f}{partial x_i})表示仅对第(i)个变量求导,而其他变量保持恒定。例如,在物理学中,温度场( T(x,y,z,t) )对时间的偏导数(frac{partial T}{partial t})可描述某一点温度随时间的变化,忽略空间坐标的影响。
符号与计算规则
偏导数的标准符号为(partial)(读作“partial”),其计算规则与单变量导数类似,但需固定其他变量。例如,函数( f(x,y)=xy + sin(y) )对(x)的偏导数为(frac{partial f}{partial x}=2xy),而对(y)的偏导数为(frac{partial f}{partial y}=x + cos(y))。
应用领域
几何意义
几何上,偏导数表示多维空间曲面在坐标轴方向上的切线斜率。例如,( z=f(x,y) )在点( (a,b) )处对(x)的偏导数(frac{partial f}{partial x}bigg|_{(a,b)})对应曲面在该点沿(x)轴方向的倾斜程度。
偏导数是多元函数微分学中的核心概念,用于描述函数在某一变量方向上的局部变化率。以下是详细解析:
一、数学定义 对二元函数 ( z = f(x,y) ),在点 ( (x_0,y_0) ) 处:
二、几何意义 在三维坐标系中:
三、重要特性
四、应用场景
示例:对 ( f(x,y) = xy + sin y ):
理解偏导数是掌握多元微积分、优化算法及现代科学计算的基础,其核心思想在于"控制变量"的研究方法。
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