复合函数的求导法则

Chain Rule

复合函数求导时,要分析函数可看作哪些函数复合而成

核心就是明确变量关系,区分导数 dd 和偏导数 ∂∂

一、一元复合函数的求导法则(链式法则)

u=g(x) 在 x 可导,y=f(u) 在 u=g(x) 可导,则复合函数 y=f[g(x)] 在点 x 处可导,导数为:

dydx=dydu⋅dudx

二、多元复合函数的求导法则

核心是:全微分形式不变性

1. 一元函数与多元函数复合

z=f(u,v)u=φ(t)v=ψ(t)dzdt=∂z∂ududt+∂z∂vdvdt

2. 多元函数与多元函数复合

z=f(u,v)u=φ(x,y)v=ψ(x,y)∂z∂x=∂z∂u∂u∂x+∂z∂v∂v∂x∂z∂y=∂z∂u∂u∂y+∂z∂v∂v∂y

3. 混合情形

z=f(u,v)u=φ(x,y)v=ψ(y)∂z∂x=∂z∂u∂u∂x∂z∂y=∂z∂u∂u∂y+∂z∂vdvdy

4. 中间变量本身是复合函数的自变量

z=f(u,x,y)u=φ(x,y)∂z∂x=∂f∂u∂u∂x+∂f∂x∂z∂y=∂f∂u∂u∂y+∂f∂y

引入记号:f1′(u,v)=fu(u,v)f2′=fv(u,v)f12′=fuv(u,v)