Multivariate functies: Partiële afgeleiden
Kettingregels voor partiële differentiatie
De kettingregel voor differentiëren beschrijft hoe de afgeleide van een samenstelling van twee functies eruit ziet. De samenstelling van twee functies en is de functie gegeven door .
Kettingregel van een functie van één variabele
Voor we kettingregels bespreken van multivariate functies, blikken we even terug op de kettingregel van functies van één variabele. Laat en twee functies van één variabele zijn. De kettingregel luidt . In termen van functievoorschriften wordt dit De uitdrukking stelt de waarde van de functie in voor en kan ook geschreven worden als .
Vaak wordt een kortere notatie gebruikt. Schrijf en . Dan is zowel het functievoorschrift van als de waarde van in , en kunnen we de kettingregel kortweg schrijven als We zullen met deze notatie verder werken aan kettingregels voor multivariate functies.
De functie van is samengesteld uit de functies en met functievoorschriftenImmers, .
De afgeleiden van en zijn en , zodat, vanwege de kettingregel,
In de korte notatie schrijven we en . Gebruiken we de kettingregel in de korte vorm, dan vinden we:
Merk op dat we in de variabele gebruiken voor als functie van en in voor als functie van .
We bespreken nu kettingregels voor functies van twee variabelen.
Kettingregels voor differentiatie
Laat een functie van de twee variabelen en zijn, zodat en continue functies zijn.
- Als en differentieerbare functies van zijn, dan geldt voor als functie van :
- Als en differentieerbare functies van twee variabelen en zijn, dan geldt voor als functie van en :
Als het begrip continuïteit voor functies als en niet bekend is, bedenk dan dat dit een milde voorwaarde is die in onze voorbeelden vrijwel altijd vervuld is.
Wanneer we spreken van als functie van en , dan bedoelen we de samengestelde functie , waarbij een afbeelding is van een deelverzameling van naar .
Deze dubbele betekenis van (als functie van en maar ook als functie van en ) zie je ook terug in en , die enerzijds als onafhankelijke variabelen gezien worden (zoals in de noemers van uitdrukkingen als ), anderzijds als functies van en (zoals in de teller van ).
Voor functies van meer dan twee variabelen bestaan soortgelijke kettingregels:
Kettingregel voor partiële differentiatie van multivariate functies Als een functie is van variabelen met continue partiële afgeleiden, en elke is een differentieerbare functie van , dan heeft de functie van , voor elke , partiële afgeleide
Hier zijn nog twee bijzondere gevallen:
Als een functie is van één variable met continue partiële afgeleide, en is een differentieerbare functie van en , dan heeft , als functie van en , partiële afgeleiden
Als een functie is van drie variabelen met continue partiële afgeleiden, en , en zijn differentieerbare functies van , dan heeft , als functie van , afgeleide
omptest.org als je een OMPT examen moet maken.