链式法则是微积分中的求导法则,用于求一个复合函数的导数,是在微积分的求导运算中一种常用的方法。复合函数的导数将是构成复合这有限个函数在相应点的 导数的乘积,就像锁链一样一环套一环,故称链式法则。
介绍
链式法则是求复合函数的导数(偏导数)的法则,若 I,J 是直线上的开区间,函数 f(x) 在 I 上有定义处可微,函数 g(y) 在 J 上有定义 ,在 f(a) 处可微,则复合函数在 a 处可微( 在 I 上有定义),且.若记 u=g(y),y=f(x),而 f 在 I 上可微,g 在 J 上可微,则在 I 上任意点 x 有
即 ,或写出
这个结论可推广到任意有限个函数复合到情形,于是复合函数的导数将是构成复合这有限个函数在相应点的 导数的乘积,就像锁链一样一环套一环,故称链式法则。
基本性质
若多元函数 u=g(y1,y2,…,ym) 在点 ?=(b1,b2,…,bm) 处可微,bi=fi(a1,a2,…,an)(i=1,2,…,m),每个函数 fi(x1,x2,…,xn) 在点 (a1,a2,…,an) 处都可微,则函数 u=g(f1(x1,x2,…,xn),f2(x1,x2,…,xn),…,fm(x1,x2,…,xn)) 也在(a1,a2,…,an) 处可微,且
这就是多元函数的链式法则,若同时考察一组(p 个)复合函数 u1,u2,…,up,其中 uk=gk(fi(x1,x2,…,xn),f2(x1,x2,…,xn),…,fm(x1,x2,…,xn))(k=1,2,…,p),将它们的偏导数写成矩阵(雅可比矩阵),则可以看到链式法则在形式上更有规律性,这时
若对于上面考察的这些函数,令 ,,于是,? 是 p 维向量值函数(定义与 的子集上),? 是 m 维向量值函数(定义于 的子集上),按照定义,它们的导数是相应的雅可比矩阵,
(等式右端为两矩阵?‘ (? (?)) 与?‘ (?) 的矩阵乘积),其中.这就是向量值函数的链式法则,它在形式上与一元函数的链式法则完全相同。
例题
求导
链式求导:令
则 即可求得。
在实际应用中,可将 看作是分数的约分过程,这种用法在求不定积分中会更广泛地使用。
该文章由作者:【超狗】发布,本站仅提供存储、如有版权、错误、违法等相关信息请联系,本站会在1个工作日内进行整改,谢谢!