Информатика
Проектирование
Геометрия
Алгебра
Курсовой
Графика
Электротехника
Задачи

Сопромат

Лабораторные
Методика
Физика
Чертежи
Энергетика
Математика
Реактор

Дифференциалы высших порядков ФНП

Пусть в области , , задана произвольная ФНП , , имеющая непрерывные частные производные первого порядка. Полный дифференциал функции

в общем случае является функцией переменных  и
приращений , , , . Если предположить, что 1) функция  имеет непрерывные частные производные
второго порядка и 2) для любого  значения  остаются произвольными, но постоянными, то можно рассматривать полный дифференциал от , т.е.  – дифференциал второго порядка исходной функции  в точке  соответственно , , , .

Пусть ,

Тогда . Поэтому

;  – произвольные.

ПРИМЕР 1. Для функции . Найти ,  при произвольных  и .

Решение. Вычисляем последовательно частные производные  и , а затем , ; . Записываем

,

здесь можно также обозначить , .

Заметим, что если  записать в операторной форме

,

то для дифференциала второго порядка  можно использовать запись

или

,

свернув оператор формально "в квадрат суммы ".

Можно убедиться, что при соответствующих предположениях полный дифференциал третьего порядка  в операторной форме запишется 

или 

.

Например, для  (см. ранее
ПРИМЕР 1) имеем ; ; ; , т.е.

;

здесь ,   – произвольно заданные постоянные.

По аналогии можно записать

  –

полный дифференциал ""-го порядка для функции .

Для функции ,  имеем соответственно

;

;

аналогично

.

ПРИМЕР 2. Для  вычислить  и , где  и , ,  – произвольные постоянные числа.

Решение. Вычислим частные производные первого порядка для функции в точке : ;

; , получим ; можно взять ; ; .

Теперь найдем все частные производные второго порядка для  в точке : ;

;

; ;

.

Итак, ,

здесь ; ; .

ЗАДАНИЕ для САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Вычислить дифференциалы ,  и , если , ,  и  – произвольные.

2. Найти ,  и  для функции  в точке  при , .

Ответы. 1. ;

;

.

2. .

Дифференциальное исчисление функции одной переменной Понятие производной Рассмотрим задачу, которая приводит к понятию производной. Пусть функция u(t) выражает количество произведенной продукции за время t. Найдем производительность труда в момент t0. За период от t0 до t0+D t количество продукции изменится от u(t0) до u0+D u = u(t0+D t). Тогда средняя производительность труда за этот период z = D u/D t, поэтому производительность труда в момент t0 z = limD t® 0D u/D t. Определение 1(производная). Производной функции y = f(x) в фиксированной точке x называется предел limD x® 0D y/D x при условии существования этого предела.

Курс электрических цепей