Частной производной от функции
по независимой переменной
называется производная
, вычисленная при постоянном
.
Частной производной по y называется производная
, вычисленная при постоянном
. Для частных производных справедливы обычные правила и формулы дифференцирования.
Пример 1.
.
Рассматривая
как постоянную величину
, получим
.
Рассматривая
как постоянную величину
, получим
.
Пример 2.
;
;
;
.
Полным приращением функции
в точке
называется разность
, где
и
произвольные приращения аргументов. Функция
называется дифференцируемой в точке
, если в этой точке полное приращение можно представить в виде
, где
.
Полным дифференциалом функции
называется главная часть полного приращения
, линейная относительно приращений аргументов
и
, то есть
.
Полный дифференциал функции
вычисляется по формуле
.
Для функции трех переменных
.
При достаточно малом
для дифференцируемой функции
справедливы приближенные равенства
;
, которые применяются для приближенного вычисления значения функции
. (*)
Пример 3. Вычислить приближенное значение:
.
Решение. Полагая, что
есть частное значение функции
в точке
и что вспомогательная точка будет
, получим
;
;
;
.
Подставляя в формулу (*), найдем:
.
Частными производными второго порядка от функции
называются частные производные от ее частных производных первого порядка.
Обозначения частных производных второго порядка:
;
;
;
.
Смешанные производные, отличающиеся друг от друга лишь последовательностью дифференцирования, равны между собой, если они непрерывны:
.
Дифференциалом второго порядка от функции
называется дифференциал от ее полного дифференциала, то есть
. Если
и
– независимые переменные и функция
имеет непрерывные производные, то дифференциал второго порядка вычисляется по формуле
.
Пример 4.
. Найти
,
,
.
Решение. Найдем частные производные:
;
. Дифференцируя повторно, получим
;
;
.