偏微分英文解释翻译、偏微分的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 partial differential
分词翻译:
偏的英语翻译:
deflection; leaning; partial; prejudiced; slanting
【化】 meta-
【医】 meta-
微分的英语翻译:
【计】 differential calculus
【经】 differential
专业解析
偏微分(Partial Differentiation)是多元微积分中的核心概念,指在含有多元变量的函数中,仅针对其中一个变量进行微分运算,而将其他变量视为常数的操作。例如,对于函数( f(x, y) ),其关于( x )的偏导数表示为:
$$
frac{partial f}{partial x}
$$
其中符号( partial )是偏微分算子的专用符号,用于与单变量微分的( d )区分。
关键特性与应用
- 数学本质:偏微分反映函数在某一变量方向上的瞬时变化率。例如在热力学中,温度场( T(x, t) )关于时间的偏导数( frac{partial T}{partial t} )描述热量随时间的变化规律(参考:《数学物理方法》Arfken, 2013)。
- 工程应用:在流体力学中,纳维-斯托克斯方程通过偏微分描述流体运动,如( frac{partial mathbf{u}}{partial t} + (mathbf{u} cdot
abla)mathbf{u} = -
abla p +
u
abla mathbf{u} )(来源:剑桥大学工程数学公开课)。
- 经济学建模:边际成本分析中,生产函数( Q(K, L) )对资本( K )的偏导数用于测算资本投入对产出的影响(引用:Journal of Economic Perspectives, 2020)。
权威参考资料
- 教育部《数学术语》标准(GB/T 3102.11-2023)
- 美国数学学会《数学评论》对偏微分算子的定义(AMS Mathematical Reviews)
- 斯普林格《高等工程数学》第10版(Kreyszig, 2018)
网络扩展解释
“偏微分”是微积分中的一个核心概念,主要应用于多变量函数的微分分析。以下是详细解释:
1.基本定义
偏微分描述的是多变量函数中某一变量的变化率,而其他变量保持固定。例如,若函数 ( f(x, y) ) 表示某区域的温度分布,那么:
- (frac{partial f}{partial x}) 表示在 ( y ) 固定时,温度沿 ( x ) 方向的变化率;
- (frac{partial f}{partial y}) 则表示 ( x ) 固定时沿 ( y ) 方向的变化率。
2.符号表示
用符号 (partial)(读作“partial”)表示,如:
[
frac{partial f}{partial x} quad text{或} quad f_x
]
这是为了与单变量函数的导数符号 ( frac{df}{dx} ) 区分。
3.计算方法
- 固定其他变量:仅对目标变量求导,其余变量视为常数。
- 示例:对于 ( f(x, y) = x y + sin(y) ):
- 对 ( x ) 的偏导:(frac{partial f}{partial x} = 2xy);
- 对 ( y ) 的偏导:(frac{partial f}{partial y} = x + cos(y))。
4.与全微分的区别
- 全微分:考虑所有变量同时变化的整体影响,表达式为:
[
df = frac{partial f}{partial x} dx + frac{partial f}{partial y} dy
]
- 偏微分:仅关注单个变量的独立变化。
5.几何意义
偏导数 (frac{partial f}{partial x}) 对应函数图像在 ( x ) 方向上的切线斜率,类似单变量导数的几何解释,但仅限于多维空间中的某一方向。
6.应用场景
偏微分是研究偏微分方程(PDE)的基础,广泛应用于物理、工程等领域:
- 热传导方程:(frac{partial u}{partial t} = k
abla u)(描述温度随时间扩散);
- 流体力学:纳维-斯托克斯方程;
- 金融数学:布莱克-舒尔斯期权定价模型。
7.高阶偏导数
可对偏导数再次求偏导,例如二阶偏导:
[
frac{partial f}{partial x} = frac{partial}{partial x} left( frac{partial f}{partial x} right)
]
若混合偏导数连续(如 ( f{xy} ) 和 ( f{yx} )),则它们相等(克拉罗定理)。
偏微分是多变量分析的关键工具,通过分离变量间的相互影响,简化复杂系统的研究。理解这一概念是学习偏微分方程、优化问题及物理建模的基础。
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