偏导数什么意思(偏导数)

导读 大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。偏导数什么意思,偏导数很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!解答:笼统来说,导数具有什...

大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。偏导数什么意思,偏导数很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

解答:

笼统来说,导数具有什么作用,偏导数就具有什么作用。

偏导数的功用比导数还要有更多的应用价值。

下面略微详细地解说一下。

一、导数的概念:

在英国,导数喜欢用 differentiation;

在美国,导数喜欢用 derivative。意义上没有差别。

求导: 都是 differentiate;

可导、可微: 都是 differentiable;

可导性、可微性:都是 differentiability 。

导数 dy/dx,在几何图形上,是斜率的意思。是 y 随着 x 的变化而变化的“比率”;

导数 dy/dt,在运动学上,是速度的意思,是 y 随着时间 t 的变化而变化的“比率”;

导数 dx/dt,在运动学上,是速度的意思,是 x 随着时间 t 的变化而变化的“比率”。

dy/dx,读成 d y over dx;dy/dt,读成 d y over d t (d x d y d t 都按字母读)

国内的普遍嗜好是,将 dy/dx 写成 y‘,读成 y prime。

上面是按符号读音,出题时,不是 find the dy/dx,就是 differentiate with respect to x

= 对 x 求导,缩写是 differentiate y w.r.t. x. = 求 y 对 x 的导数。

在中文中,导数有两个含混不清的意思:

1、函数的导函数,这是一个新的函数;

2、函数在某点的斜率的值,或导函数在某点的具体值,是一个具体的数字。

二、偏导数的概念:

前面讲的是一元函数的求导,导数就是函数随着自变量的变化而变化的“变化率”。

dy/dx 是 rate of change of y with respect to x;

dy/dt 是 rate of change of y with respect to t。

通常,我们习惯于将 Rate of change = Related rate of change = 相关变化率

用于对时间 t 求导。

当一个函数有两个或两个以上的各自独立的自变量时,如 u = f(x, y, z),

x, y, z 各自的变化都会引起 u 的变化。

∂u/∂x:表示由于 x 的单独变化所引起的 u 变化率(rate of change);

在空间几何上,表示 u 沿着 x 方向的导数,也就是斜率;

也就是在平行于 y-z 的所有平面上看函数 u(x,y,z) 随着x变化的规律。

在意义上等同于 dy/dx;

由于有几个自变量,为了与一元函数做出区别,把 dy/dx 写成了 ∂u/∂x;

∂u/∂x 读成 partial u over partial x,整体意义是 partial differentiation w.r.t. x。

对 x 求偏导时,将 y、z 当作常数。

可以理解成局部变化率,部分变化率,也就是只随着一个变量的变化率。

∂u/∂y、∂u/∂z:类推。

三、全导数的概念:

沿着空间任意一个方向(l 方向)的导数,称为全导数 = total differentiation。

它是在 l 方向上 由 x、y、z 一起变化,整体(over all)引起 z 的变化:

dz = (∂u/∂x) dx + (∂u/∂y) dy + (∂u/∂z) dz 这就是全微分的标准形式。

四、偏导数的应用:

偏导数的应用及其广泛,有了上面的共同语言, 下面以理想气体状态方程

(State equation of ideal gas)为例说明偏导数的运用。

PV = nRT

P:压强;V:体积;T:绝对温度;这三个都是状态量(State Property)。

n:No of moles = 摩尔数;R :Gas constant = 气体常数。

∂V/∂P : 体积随着压强的变化率;

(1/V)∂V/∂P:> 0 时,是 Expansivity = 体积膨胀率;

< 0 时,是 Comprssibility = 体积的压缩率。

∂T/∂P: Joule-Thomson coefficient = 焦耳-汤姆孙温压系数

= 压强增加引起升温的比率、变化率。

∂H/∂T: Heat capacity at constant pressure = 等压热容量;

H = Enthalpy = 焓。

∂U/∂T: Heat capacity at constant Volume = 等容热容量;

U = Internal Energy = 内能。

不知道,楼主有没有被搞迷糊了?

总而言之:

偏导数是用来计算局部原因变化所引起的函数的变化率;

∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的绝对变化率;

(1/u)∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的相对变化率。

∂u/∂y 是由 y 的单独变化,引起的 u 的绝对变化率;

(1/u)∂u/∂y 是由 y 的单独变化,引起的 u 的相对变化率。

针对具体的物理过程、化学工程,有具体的名称。

∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的变化率;

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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