☆ 偏微分 ☆

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〇 多変数関数 微分 partial differentiation  2024.3-2015.1  Yuji.W ★
♡ 偏微分とは、「xで偏微分するときは、yは無視して…」という程度の理解しかなかったので、わかるはずがない{!2024.3}
〇   2024.3-2015.1  Yuji.W   

◇ 2*3=6  Ten(3)=10^3=1000  微分 ;  偏微分 :  積分 $  e^(i*x)=expi(x)
ベクトル <A>  縦ベクトル <A)  単位ベクトル <xu>  内積 *  外積 #   000 

〓  偏微分  〓  ◇ 微分 ; 偏微分 :

〇 2変数関数 f(x,y)

{定義}偏微分 f:x=lim[Δx->0]{[f(x+Δx,y)-f(x,y)]/Δx}

 f:y=lim[Δy->0]{[f(x,y+Δy)-f(x,y)]/Δy}   

〇 2変数関数 f(x,y)  微小量 Δx , Δy に対して、

 f(x+Δx,y)=f(x,y)+(f:x)*Δx ,  f(x,y+Δy)=f(x,y)+(f:y)*Δy   

 f(x+Δx,y+Δy)=f(x,y)+(f:x)*Δx+(f:y)*Δy   

〓  {計算例}  〓  ◇ 微分 ; 偏微分 :

▢ f(x,y)=3*x^2+4*x*y+y^2

▷ f(1,1)=8  f(1.1 , 1.1)=9.68

▷ f:x=6*x+4*y  {f:x (1,1)}=10    f:y=4*x+2*y  {f:y (1,1)}=6

 f(1,1)+{f:x (1,1)}*0.1+{f:y (1,1)}*0.1
=8+10*0.1+6*0.1
=9.6 ~ f(1.1 , 1.1)   

〓  多変数関数の偏微分係数  〓  ◇ 微分 ; 偏微分 :

▢ 2変数関数 f(x,y)  偏微分係数 {f:x (x0,y0)} , {f:y (x0,y0)}

▷ {f:x (x0,y0)}={f(x,y0):x (x0,y0)}    xで偏微分するとき、yの値は定めておいてよい

 {f:y (x0,y0)}={f(x0,y):y (x0,y0)}    yで偏微分するとき、xの値は定めておいてよい

{知らなかった!2018/7}

〓  {計算例}多変数関数の偏微分係数  〓  ◇ 微分 ; 偏微分 :

▢ 2変数関数 f(x,y)=3*x^2+4*x*y+y^2

(10,2) での偏微分係数を求めたい

▷ f:x=6*x+4*y 

 {f:x (10,2)}=6*10+4*2=68   

{別解} f(x,2)=3*x^2+8*x+4

  f(x,2):x=6*x+8

 {f(x,2):x (10,2)}=6*10+8=68    {こんな事していいんだ、知らなかった!} 

▷ f:y=4*x+2*y

 {f:y (10,2)}=4*10+2*2=44   

{別解} f(10,y)=300+40*y+y^2

 f(10,y):y=40+2*y

 {f(10,y):y (10,2)}=40+2*2=44    {こんな事していいんだ!}

{まとめ} {f:x (10,2)}={f(x,2):x (10,2)}  {f:y (10,2)}={f(10,y):y (10,2)}

〓  {計算例}  〓  ◇ 微分 ; 偏微分 :

 ★ f(x,y)=x^2+y^2-sin(x*y)

 f(x,y):x=2*x-y*cos(x*y) f(x,y):y=2*y-x*cos(x*y)

 f(x,y)::x=2+y^2*sin(x*y) f(x,y):x:y=-cos(x*y)+x*y*sin(x*y)

 f(x,y)::y=2+x^2*sin(x*y) f(x,y):y:x=-cos(x*y)+x*y*sin(x*y)

★ f(x,y)=exp(x^2+y^2)*x/y

 f(x,y):x

=exp(x^2+y^2)*2*x^2/y+exp(x^2+y^2)/y

=exp(x^2+y^2)*(2*x^2+1)/y

 f(x,y):y=exp(x^2+y^2)*x*(2-1/y^2)

 f(x,y)::x

=exp(x^2+y^2)*2*x*(2*x^2+1)/y+exp(x^2+y^2)*4*x/y

=exp(x^2+y^2)*2*x*(2*x^2+3)/y

 f(x,y):x:y

=exp(x^2+y^2)*2*(2*x^2+1)-exp(x^2+y^2)*(2*x^2+1)/y^2

=exp(x^2+y^2)*(2*x^2+1)*(2-1/y^2)

 f(x,y)::y

=exp(x^2+y^2)*2*x*y*(2-1/y^2)+exp(x^2+y^2)*2*x/y^3
=exp(x^2+y^2)*2*x*(2*y^4-y^2+1)/y^3

 f(x,y):y:x
=exp(x^2+y^2)*2*x^2*(2-1/y^2)+exp(x^2+y^2)*(2-1/y^2)
=exp(x^2+y^2)*(2*x^2+1)*(2-1/y^2)

★ f(x,y)=exp(x)*cos(y)

 f(x,y):x=exp(x)*cos(y) f(x,y):y=-exp(x)*sin(y)

 f(x,y)::x=exp(x)*cos(y) f(x,y):x:y=-exp(x)*sin(y)

 f(x,y)::y=-exp(x)*cos(y) f(x,y):y:x=-exp(x)*sin(y)

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