多元函数taylor展开公式(多元函数微分公式)

设:m,n∈N,m,n≥1,m,n\in\mathbbN,m,n\ge1,Dj=∂∂xj{\mathrm{D}}_j=\frac{\partial}{\partialx_j}Djn=(∂∂xj)n=∂n∂xnj{{\mathrm{D}}_j}^n=(\frac{\partial}{\partialx_j})^n=\frac{\partial^

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

设:
m,nN,m,n1,
Dj=xj
Djn=(xj)n=nxnj
DimDjn=(xi)m(xj)n=m+nxmixnj

高阶微分公式

若: y=f(x):RnR,k 阶可微, n,kN,n,k1,
则:

kN,k1,dky=j=1n(dxjDj)ky

证明:

k=1 时显然成立。
k 时成立,


(nj=1xj)k=1n1,,nknkj=1xnj
可得:

dk+1y=d(dky)=d{
[nj=1(dxjDj)]ky}
=

=d[1n1,,nknkj=1(dxnjDnj)y]

=1n1,,nkn(kj=1dxnj)d(kj=1Dnj)y

=1n1,,nkn(kj=1dxnj)[1nk+1ndxnk+1Dnk+1(kj=1Dnj)y]

=1n1,,nkn(kj=1dxnj)(1nk+1ndxnk+1Dnk+1kj=1Dnjy)

=1n1,,nk+1n(kj=1dxnj)(dxnk+1Dnk+1kj=1Dnjy)

=1n1,,nk+1n(k+1j=1dxnj)(k+1j=1Dnjy)

=1n1,,nk+1nk+1j=1(dxnjDnj)y

=[nj=1(dxjDj)]k+1y

Taylor公式

f(x1,,xn) 在点 x 的邻域 U 上有

k+1
阶连续偏导数, kN,k1, 则: x=x+ΔxU,θ(0,1),
Δy=ki=11i![nj=1(ΔxjDj)]if(x)+1(k+1)![nj=1(ΔxjDj)]k+1f(x+θΔx)

证明:

φ(t)=f(x+tΔx),t[0,1],
则由数学归纳法(证明在后面)可得:
iN,i1, f(x) 在点 (x+tΔx) i 阶连续偏导数,则:


φ(i)(t)=[nj=1(ΔxjDj)]if(x+tΔx),(*)

于是 φ(t) [0,1] k 阶连续偏导数, 在

(0,1)
k+1 阶导数,
由 Taylor 公式, θ(0,1),
Δy=f(x+Δx)f(x)
=φ(1)φ(0)=ki=11i!φ(i)(0)+1(k+1)!φ(k+1)(θ)
ki=11i![nj=1(ΔxjDj)]if(x)+1(k+1)![nj=1(ΔxjDj)]k+1f(x+θΔx)

(*) 的证明:

多元复合函数的求导法则 i=1 时显然成立。
i=k 时成立,则 i=k+1 时:
(nj=1xj)k=1n1,,nknkj=1xnj 可得:

φ(k+1)(t)=ddt(φ(k)(t))

=ddt[nj=1(ΔxjDj)]kf(x+tΔx)

=ddt[1n1,,nknkj=1(ΔxnjDnj)f(x+tΔx)]

=1n1,,nknddt[kj=1(ΔxnjDnj)f(x+tΔx)]

=1n1,,nknddt[(kj=1Δxnj)(kj=1Dnj)f(x+tΔx)]

=1n1,,nkn(kj=1Δxnj)ddt[kj=1Dnjf(x+tΔx)]

=1n1,,nkn(kj=1Δxnj)1nk+1n(Δxnk+1Dnk+1)[kj=1Dnjf(x+tΔx)]

=1n1,,nk+1n(kj=1Δxnj)Δxnk+1Dnk+1kj=1Dnjf(x+tΔx)

=1n1,,nk+1n(k+1j=1Δxnj)(k+1j=1Dnj)f(x+tΔx)

=1n1,,nk+1nk+1j=1(ΔxnjDnj)f(x+tΔx)

=[nj=1(ΔxjDj)]k+1f(x+tΔx)

推论

df(x)0f(x) 是常量。

证明:

1) : df(x)0xjf(x)=0,jN,1jn,
由Taylor公式,
Δy=[nj=1(ΔxjDj)]f(x+θΔx)
=nj=1Δxjxjf(x+θΔx)
=0
f(x) 是常量。
2) : f(x) 是常量 df(x)0

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/129647.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • Java学习之Spring MVC入门

    Java学习之SpringMVC入门0x00前言前面写了SSM的两大框架,分别是Mybatis和Spring,这里来写一下SpringMVC框架的相关内容。0x01SpringMVC

    2021年12月12日
    53
  • 基于Java和MySQL的图书管理系统[通俗易懂]

    Java图书管理系统设计人:wangyunpeng_bio项目需求随着计算机的普及和应用水平的提高,经过考察比较,决定利用自己的Java知识开发小型的图书管理系统,方便图书的管理。图书管理系统是典型的信息管理系统。本次作业利用JAVA开发工具Eclipse和MySQL数据库来开发这个图书管理系统。该系统要解决的图书管理所要解决的问题,可以满足图书管理基本要求,包括添加、管理等功能。…

    2022年4月12日
    124
  • HDU 3415 Max Sum of Max-K-sub-sequence(单调队列)

    HDU 3415 Max Sum of Max-K-sub-sequence(单调队列)

    2022年1月12日
    46
  • 关于Android 10.0适配,看这篇就够了

    本文将从三个角度介绍AndroidQ的部分适配问题,也是大家开发适配过程中大概率会遇到的问题:Q行为变更:所有应用(不管targetSdk是多少,对所有跑在Q设备上的应用均有影响) Q行为变更:以AndroidQ为目标平台的应用(targetSDK==Q才有影响) 项目升级遇到的问题至于Q的新功能及SDK,项目中并没有涉及,故暂不介绍,只放出链接AndroidQ新AP…

    2022年4月8日
    81
  • vr全景制作常用的app有哪些,vr全景拍摄真的难吗?[通俗易懂]

    ​现在互联网发展得很快,从2G网络逐渐进步到5G网络,线上的营销方式也逐渐从文字转变为图片营销。图像呈现出来的效果更能打动用户,也更能吸引用户的注意力,对成交更有帮助。vr全景图展示是很多企业都在使用的一种技术,提高用户的信任度,增强用户粘性。那么vr全景制作app有哪些和vr全景拍摄难吗?下面就给大家简单讲一下吧。一般来说,大多数摄影师都使用鱼眼镜头、单反相机设备来拍摄所需的vr全景图,操作方法比较简单,但是拍摄完我们还需要来处理这个图片,这些步骤就比较麻烦了。vr全景制作app有哪些关于

    2022年4月18日
    108
  • 一份Java学习路线图

    一份Java学习路线图Java学习路线图

    2022年5月16日
    39

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号