
【计】 chain rule
【计】 chained mode
law; theorem
【经】 law
链式法则(Chain Rule)是微积分中用于求解复合函数导数的核心工具,其英文直译为"chain rule of differentiation"。该法则描述了当函数由多个嵌套函数构成时,如何通过逐层分解的方式计算整体导数。
从数学定义来看,若存在复合函数$y = f(g(x))$,则其导数可表示为: $$ frac{dy}{dx} = frac{dy}{du} cdot frac{du}{dx} $$ 其中$u = g(x)$作为中间变量。这个公式揭示了复合函数导数等于外层函数导数与内层函数导数的乘积关系。
在工程领域,链式法则的实际应用尤为广泛:
值得注意的进阶形式是多元链式法则,适用于含多个变量的复合函数: $$ frac{partial z}{partial t} = frac{partial z}{partial x}frac{partial x}{partial t} + frac{partial z}{partial y}frac{partial y}{partial t} $$ 这种扩展形式在热力学分析和流体力学建模中具有重要价值。
权威参考资料:
链式法则是微积分中用于求复合函数导数的核心规则,其核心思想是将复杂函数的求导过程分解为多个简单函数的导数乘积。
若函数 ( y = f(g(x)) ) 由外层函数 ( f(u) ) 和内层函数 ( u = g(x) ) 复合而成,则其导数为: $$ frac{dy}{dx} = frac{df}{du} cdot frac{du}{dx} $$ 即外层函数对中间变量 ( u ) 的导数,乘以内层函数对 ( x ) 的导数。
对于多变量复合函数(如 ( z = f(x(t), y(t)) )),链式法则扩展为: $$ frac{dz}{dt} = frac{partial f}{partial x} cdot frac{dx}{dt} + frac{partial f}{partial y} cdot frac{dy}{dt} $$ 适用于依赖多个中间变量的场景。
通过分步拆解和分层计算,链式法则显著简化了复合函数的微分过程。
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