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二阶偏导数fxy怎么求

2025-09-06 12:33:55

问题描述:

二阶偏导数fxy怎么求,时间来不及了,求直接说重点!

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2025-09-06 12:33:55

二阶偏导数fxy怎么求】在多元函数的微积分中,二阶偏导数是研究函数变化率的重要工具。其中,$ f_{xy} $ 表示先对变量 $ x $ 求偏导,再对变量 $ y $ 求偏导的结果。下面我们将详细总结如何计算 $ f_{xy} $,并以表格形式展示其步骤和注意事项。

一、基本概念

- 一阶偏导数:对于函数 $ f(x, y) $,分别对 $ x $ 和 $ y $ 求偏导,得到 $ f_x $ 和 $ f_y $。

- 二阶偏导数:

- $ f_{xx} $:对 $ x $ 再次求偏导;

- $ f_{yy} $:对 $ y $ 再次求偏导;

- $ f_{xy} $:先对 $ x $ 求偏导,再对 $ y $ 求偏导;

- $ f_{yx} $:先对 $ y $ 求偏导,再对 $ x $ 求偏导。

在大多数连续可微的函数中,$ f_{xy} = f_{yx} $(克莱罗定理)。

二、求解步骤

步骤 操作 说明
1 对函数 $ f(x, y) $ 求关于 $ x $ 的一阶偏导数 $ f_x $ 将 $ y $ 视为常数,对 $ x $ 求导
2 对 $ f_x $ 再次对 $ y $ 求偏导,得到 $ f_{xy} $ 在第一步结果中,将 $ x $ 视为常数,对 $ y $ 求导

三、示例说明

假设函数为:

$$

f(x, y) = x^2 y + \sin(xy)

$$

第一步:求 $ f_x $

$$

f_x = \frac{\partial}{\partial x}(x^2 y + \sin(xy)) = 2xy + y\cos(xy)

$$

第二步:对 $ f_x $ 求关于 $ y $ 的偏导数 $ f_{xy} $

$$

f_{xy} = \frac{\partial}{\partial y}(2xy + y\cos(xy)) = 2x + \cos(xy) - xy\sin(xy)

$$

四、注意事项

注意点 说明
连续性 若函数及其偏导数在某区域连续,则 $ f_{xy} = f_{yx} $ 成立
变量处理 求偏导时,只对当前变量求导,其他变量视为常数
复杂函数 对于含有三角函数、指数函数或乘积项的函数,需使用链式法则和乘积法则
计算顺序 先对 $ x $ 求导,再对 $ y $ 求导,不能颠倒顺序(除非满足条件)

五、总结

计算二阶偏导数 $ f_{xy} $ 的关键是分步进行,先对 $ x $ 求偏导,再对 $ y $ 求偏导。通过逐步推导,可以清晰地理解函数的变化趋势。同时,注意函数的连续性和变量处理方式,有助于提高计算的准确性。

如需进一步了解 $ f_{yx} $ 或高阶偏导数的计算方法,也可参考相关数学教材或在线资源。

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