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多元复合函数的求导法则

一元函数与多元函数复合的情形​

定理 1​

如果函数 u=φ(t)u = \varphi(t) 及 v=ψ(t)v = \psi(t) 都在点 tt 可导,函数 z=f(u,v)z = f(u, v) 在对应点 (u,v)(u, v) 具有连续偏导数,那么复合函数 z=f[φ(t),ψ(t)]z = f[\varphi(t), \psi(t)] 在点 tt 可导,且有

dzdt=∂z∂ududt+∂z∂vdvdt(4-1)\tag{4-1} \frac{\mathrm{d} z}{\mathrm{d} t} = \frac{\partial z}{\partial u} \frac{\mathrm{d} u}{\mathrm{d} t} + \frac{\partial z}{\partial v} \frac{\mathrm{d} v}{\mathrm{d} t}

多元函数与多元函数复合的情形​

定理 2​

如果函数 u=φ(x,y)u = \varphi(x, y) 及 v=ψ(x,y)v = \psi(x, y) 都在点 (x,y)(x, y) 具有对 xx 及对 yy 的偏导数,函数 z=f(u,v)z = f(u, v) 在对应点 (u,v)(u, v) 具有连续偏导数,那么复合函数 z=f[φ(x,y),ψ(x,y)]z = f[\varphi(x, y), \psi(x, y)] 在点 (x,y)(x, y) 的两个偏导数都存在,且有

∂z∂x=∂z∂u∂u∂x+∂z∂v∂v∂x(4-3)\tag{4-3} \frac{\partial z}{\partial x} = \frac{\partial z}{\partial u} \frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial z}{\partial v} \frac{\partial v}{\partial x} ∂z∂y=∂z∂u∂u∂y+∂z∂v∂v∂y(4-4)\tag{4-4} \frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\partial z}{\partial u} \frac{\partial u}{\partial y} + \frac{\partial z}{\partial v} \frac{\partial v}{\partial y}

其他情形​

定理 3​

如果函数 u=φ(x,y)u = \varphi(x, y) 在点 (x,y)(x, y) 具有对 xx 及对 yy 的偏导数,函数 v=ψ(y)v = \psi(y) 在点 yy 可导,函数 z=f(u,v)z = f(u, v) 在对应点 (u,v)(u, v) 具有连续偏导数,那么复合函数 z=f[φ(x,y),ψ(y)]z = f[\varphi(x, y), \psi(y)] 在点 (x,y)(x, y) 的两个偏导数都存在,且有

∂z∂x=∂z∂u∂u∂x(4-7)\tag{4-7} \frac{\partial z}{\partial x} = \frac{\partial z}{\partial u} \frac{\partial u}{\partial x} ∂z∂y=∂z∂u∂u∂y+∂z∂v∂v∂y(4-8)\tag{4-8} \frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\partial z}{\partial u} \frac{\partial u}{\partial y} + \frac{\partial z}{\partial v} \frac{\partial v}{\partial y}