§8.5 多元复合函数求导法则(链式法则)

概述

对于抽象复合函数( 无具体表达式),需要用链式法则。这是期末与考研必考题。关键是画出变量关系图。

抽象函数记号约定:

  • 或 :对第一个位置变量求偏导
  • 或 :对第二个位置变量求偏导
  • :对第一个位置变量求两次偏导
  • :先对第一个再对第二个

§8.5.1 三种复合情形与链式法则

情形一:多元与一元的复合(全导数)

,,,则 是 的一元函数:

或称全导数。

推论(中间变量多于两个):

例1:,,,求

例2(抽象函数):, 可微,求

特殊情形: 既是自变量又是中间变量

例:,

最简情形: →

情形二:多元与多元的复合

,,,则:

例3:, 可微,求

,

注:当 同时是自变量和中间变量时: ,

例4:,,

情形三:一元与多元的复合

,,则:

例5:, 可微,求偏导数

,


§8.5.2 复合函数的高阶偏导数(核心难点)

关键提醒

(或 )仍然是复合函数,与 有相同的复合结构**!求二阶导时不能遗漏对 再使用链式法则。**

典型例题

例6:, 具有二阶连续偏导数,求

例7:,求二阶偏导

例8:,求二阶偏导


§8.5.3 全微分形式不变性

性质:无论 是自变量还是中间变量, 的全微分形式不变:

应用方法:逐层微分

对复合函数,直接从外层向内层逐层微分:

,,

然后合并 的系数即得 。

例9: 确定 ,求

,解得

故 ,


四、齐次函数的欧拉定理

若 ( 次齐次函数),则:


关键词汇总

情形公式
多元→一元(全导数)
多元→多元
一元→多元
全微分不变性(无论 是否为中间变量)
隐函数求导
欧拉定理( 次齐次)
关键技巧 仍是复合函数,二阶导需再次链式法则