由偏导数的定义知道,二元函数对某个自变量的偏导数表示当另一个自变量固定时,因变量相对于该自变量的变化率。
根据一元函数微分学中增量与微分的关系,可得
f(x+Δx,y)−f(x,y)≈fx(x,y)Δx
f(x,y+Δy)−f(x,y)≈fy(x,y)Δy
上面两式的左端分别叫做二元函数对 x 和对 y 的 偏增量 ,而右端分别叫做二元函数对 x 和对 y 的 偏微分 。
设函数 z=f(x,y) 在点 (x,y) 的某邻域内有定义,如果函数在 (x,y) 的全增量
Δz=f(x+Δx,y+Δy)−f(x,y)
可表示为
Δz=AΔx+BΔy+o(ρ)(3-2)
其中 A 和 B 不依赖于 Δx 和 Δy 而仅与 x 和 y 有关,
ρ=(Δx)2+(Δy)2 ,那么称函数 z=f(x,y) 在点 (x,y) 可微分 ,
而 AΔx+BΔy 称为函数 z=f(x,y) 在点 (x,y) 的 全微分 ,记作 dz,即
dz=AΔx+BΔy
如果函数在区域 D 内各点处都可微分,那么称该函数 在 D 内可微分 。
定理 1 (必要条件)
如果函数 z=f(x,y) 在点 (x,y) 可微分,那么该函数在点 (x,y) 的偏导数
∂x∂z 与 ∂y∂z
必定存在,且函数 z=f(x,y) 在点 (x,y) 的全微分为
dz=∂x∂zΔx+∂y∂zΔy(3-3)
定理 2 (充分条件)
如果函数 z=f(x,y) 的偏导数
∂x∂z , ∂y∂z 在点 (x,y) 连续,那么函数在该点可微分。
多元函数的偏导数在一点连续是指:
偏导数在该点的某个邻域内存在,于是偏导数在这个邻域内有定义,进而这个偏导函数在该点连续。