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書記が数学やるだけ#346 2変数関数の偏微分,全微分

多変数関数の基本について確認する。


問題

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説明

まず2変数関数を考える。

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特に断りのない限り,以降は弧状連結であることを前提とする。

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連続性の定義。

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一様連続性の定義。

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1変数の場合と同様に,最大値・最小値の定理を考える。

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2変数以上の場合,各変数についての微分である偏微分を考える。

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関数全体の変化については,全微分で示す。

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2回以上の偏微分の順序について,条件を満たせば入れ替えをしても同じである。

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解答

全微分について,定義の式からの変形を一度行ってみる。

数学やるだけ解答#346_page-0001


数学やるだけ解答#346_page-0002


偏導関数が存在してそれらが連続ならば,微分可能である」★ことが言える。

数学やるだけ解答#346_page-0003


③ について,Pythonでのグラフ描画は以下を参考にした。


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偏導関数が存在してもそれらが連続でない場合,微分可能とは限らない

数学やるだけ解答#346_page-0004


こちらは,微分可能だが偏導関数は連続でない,★の逆は成り立たない例である。

数学やるだけ解答#346_page-0005


数学やるだけ解答#346_page-0006


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Writer_Rinka
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