多元函数微分中的偏导、导数的一些问题

首先是区分一下偏导数∂ \partiald dd(这里不能说全导数,全导数是一元函数中的,多元函数中没有全导数这种东西):
这里我不从定义上来纠结,作为一名人文社科专业的学生,我们就从控制金融变量(也就是我们函数中的自变量x、y),最后达到目标变量(就是函数的最终取值)的传导途径来看。
一个比较典型的例子是流动性陷阱,一般来说我们都知道降低利率会刺激经济的增长,这个很好理解的,就比如你存钱的基本上不给利息了,贷款的时候可能银行还倒贴你利息(这个比较罕见,一般就是比0高的不多了)。
在这里降低利率是我们的控制变量x、y,而经济增长是我们最终的目的,也就是函数的值。但是我们发现当利率降低到一定程度后,人们反而不愿意消费、投资了,钱都被人们雪藏起来了,这就是因为低利率影响了人们的流动性偏好,这个时候人们认为持有现金是最好的选择(有兴趣的同学可以去翻金融学相关的文章),进一步的,这个时候经济增长的目的也就达不到了。

由此我们可以看到一个如下的传导途径:
在这里插入图片描述
如果用的d的话,d ( 经 济 增 长 ) d ( 利 率 调 整 ) \frac{d(经济增长)}{d(利率调整)}d()d()就相当于考虑了两条路径,而偏导数∂ 经 济 增 长 ∂ 利 率 调 整 \frac{\partial经济增长}{\partial利率调整}就只考虑了直接的影响,没有考虑到流动性偏好这条路径了。


最后我们讲一讲考研中不同的表达式中的偏导数和全导数:
链式求导法则中:
eg. z = f [ ϕ ( x , y ) , ψ ( x , y ) ] , u = ϕ ( x , y ) , v = ψ ( x , y ) z=f[\phi(x,y),\psi(x,y)],u=\phi(x,y),v=\psi(x,y)z=f[ϕ(x,y),ψ(x,y)],u=ϕ(x,y),v=ψ(x,y)
一般情况应该是:d z d x = ∂ z ∂ u d u d x + ∂ z ∂ v d v d x \frac{dz}{dx}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{du}{dx}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{dv}{dx}dxdz=uzdxdu+vzdxdv

只是x、y没有相互依赖,所以后面d u d x \frac{du}{dx}dxdu写成∂ u ∂ x \frac{\partial u}{\partial x}xu也是可以的,不过还是注意一下吧,能写成∂ \partial的地方不要写d,我上面所写的理解是不够严谨的。这个对你做题不会产生太大的影响,规范的表述详细见30讲p161 1.链式求导法则

隐函数存在定理中:
在二元的情形下就没有偏导的概念了,偏导和全导数是一个意思。要注意的是在三元方程、甚至更高的情况下,隐函数存在定理算出来的是偏导数
F z ′ ( x 0 , y 0 , z 0 ) ≠ 0 F_z^{'}(x_0,y_0,z_0)\not= 0Fz(x0,y0,z0)=0条件下,可以在( x 0 , y 0 , z 0 ) (x_0,y_0,z_0)(x0,y0,z0)的某一邻域内能唯一确定一个连续且具有连续偏导数的函数z = f ( x , y ) z=f(x,y)z=f(x,y),它满足条件z 0 = f ( x 0 , y 0 ) z_0=f(x_0,y_0)z0=f(x0,y0),并且
∂ z ∂ x = − F x ′ F z ′ , ∂ z ∂ y = − F y ′ F z ′ \frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{F_x^{'}}{F_z^{'}},\frac{\partial z}{\partial y}=-\frac{F_y^{'}}{F_z^{'}}xz=FzFx,yz=FzFy

一个表达式的规范问题:
f ( x , t ( x ) ) , f x ′ f(x,t(x)),f'_xf(x,t(x))fx是等于∂ f ∂ x \frac{\partial f}{\partial x}xf还是等于d f d x = ∂ f ∂ x + ∂ f ∂ t d t d x \frac{df}{dx}=\frac{\partial f}{\partial x}+\frac{\partial f}{\partial t}\frac{dt}{dx}dxdf=xf+tfdxdt
@Zeeluokeng 偏导的写法没有很明确的规定,视不同的书可能有不同的规定。所以在考试时是不会有这种比较迷惑的写法的,你自己写也不要这样写。这个函数如果你想表示前面那个,就写f’1,所以f’这样的是求的偏导数,后面那个就写df/dx

一个易错题:(1000题p40T3)设y = f ( x , t ) y=f(x,t)y=f(x,t),而t tt是由方程F ( x , y , t ) = 0 F(x,y,t)=0F(x,y,t)=0所确定的x , y x,yx,y的函数,其中f , F f,Ff,F均具有一阶连续偏导数,则d y d x = ( ) \frac{dy}{dx}=()dxdy=()

一个比较灵活甚至有些搞怪的题:(1000题p40T14)设函数z=z(x,y)由G(x,y,z)=F(xy,yz)=0确定,其中F为可微函数,且G z ′ ≠ 0 G'_z\not=0Gz=0,求x ∂ z ∂ x − y ∂ z ∂ y x\frac{\partial z}{\partial x}-y\frac{\partial z}{\partial y}xxzyyz


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