【摘 要】眾所周知,微積分在數(shù)學(xué)及其他學(xué)科中的地位和作用都是不可替代的。偏導(dǎo)數(shù)作為微積分的重要組成部分,民辦院校學(xué)生如何學(xué)好這個(gè)內(nèi)容,是個(gè)不容忽視的問(wèn)題。本文將從概念和求法兩方面進(jìn)行探討,希望能在學(xué)法指導(dǎo)上對(duì)學(xué)生有所幫助。
【關(guān)鍵詞】民辦院校 概念 求法 低階偏導(dǎo)數(shù)和高階偏導(dǎo)數(shù)
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2014)21-0072-02
科學(xué)巨匠馮·諾伊曼曾評(píng)價(jià)道:微積分作為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的第一個(gè)貢獻(xiàn),如何評(píng)價(jià)它的重要性都不為過(guò)。它的創(chuàng)立不但推動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展,過(guò)去很多初等數(shù)學(xué)無(wú)法解決的問(wèn)題,運(yùn)用微積分都可迎刃而解。微積分包括微分和積分兩大部分,二者互為逆運(yùn)算。而偏導(dǎo)數(shù)作為多元函數(shù)微分學(xué)的重要組成部分,理論與生產(chǎn)生活都和它有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。對(duì)于重實(shí)用的民辦院校學(xué)生而言,如何學(xué)好偏導(dǎo)數(shù)是個(gè)重要問(wèn)題。下面針對(duì)概念和求法,探討學(xué)生該如何學(xué)習(xí),以便在其他學(xué)科和生產(chǎn)生活中靈活運(yùn)用。
概念方面,要明白偏導(dǎo)數(shù)和偏導(dǎo)函數(shù)的區(qū)別,在不引起混淆的情況下,也把偏導(dǎo)函數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)偏導(dǎo)數(shù),也就是通常所說(shuō)的偏導(dǎo)數(shù)。學(xué)生應(yīng)理解概念,淡化概念的機(jī)械推導(dǎo)過(guò)程,分清概念中的主次,把握好偏導(dǎo)數(shù)與一元函數(shù)導(dǎo)數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系,注意二元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)與多元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的區(qū)別和聯(lián)系。同時(shí),要清楚低階偏導(dǎo)數(shù)指一階偏導(dǎo)數(shù),而高階偏導(dǎo)數(shù)包括二階及二階以上的偏導(dǎo)數(shù)。二階偏導(dǎo)數(shù)就是一階偏導(dǎo)數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù),即對(duì)原函數(shù)求出一階偏導(dǎo)數(shù),然后對(duì)所得的一階偏導(dǎo)數(shù)再求出一階偏導(dǎo)數(shù),結(jié)果就是二階偏導(dǎo)數(shù)。二階以上的偏導(dǎo)數(shù)概念依此類(lèi)推。理解透概念,是學(xué)生學(xué)好偏導(dǎo)數(shù)的關(guān)鍵。
求法方面,大多數(shù)學(xué)生問(wèn)題在于不理解求偏導(dǎo)數(shù)的方法。求偏導(dǎo)數(shù)的方法是:在眾多自變量中,每次只對(duì)一個(gè)自變量求導(dǎo),這個(gè)自變量暫時(shí)變動(dòng),而余下的其他自變量暫時(shí)看作常量,求偏導(dǎo)數(shù)完成后,原來(lái)所有的自變量還是變量。不管是二元函數(shù)還是二元以上的函數(shù),求偏導(dǎo)數(shù)的方法都是一樣的。
以上例子的(1)較簡(jiǎn)單,意在讓學(xué)生理解求偏導(dǎo)數(shù)的方法;而(2)意在讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理常量,觀察常量是否與變量相乘,若是,可提出來(lái),若不是,當(dāng)作獨(dú)立常量,求導(dǎo)為0;(3)作為較復(fù)雜的多元函數(shù)的代表,意在讓學(xué)生理解多元函數(shù)的求偏導(dǎo)方法和二元函數(shù)是一樣的。
而在求低階偏導(dǎo)數(shù)和高階偏導(dǎo)數(shù)方面,首先要理解他們的概念,其次注意他們的聯(lián)系,最后要弄清他們的先后順序,即要求出高階的偏導(dǎo)數(shù),必須求出前面比它低的所有階的偏導(dǎo)數(shù)。每求一個(gè)階次的偏導(dǎo)數(shù),必須求完所有變量的偏導(dǎo)數(shù),因此,一定會(huì)存在高階混合偏導(dǎo)數(shù)。高階混合偏導(dǎo)數(shù)只是自變量不一樣,與高階同變量偏導(dǎo)數(shù)沒(méi)有差別。值得注意的是,當(dāng)二元函數(shù)的二階混合偏導(dǎo)數(shù)在某區(qū)域內(nèi)連續(xù)時(shí),與求偏導(dǎo)次序無(wú)關(guān)。下面我們以求二階偏導(dǎo)數(shù)為例進(jìn)行說(shuō)明。
分析:根據(jù)二階偏導(dǎo)數(shù)的概念可知,一階偏導(dǎo)數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù)就是二階偏導(dǎo)數(shù),要求二階偏導(dǎo)數(shù)必須先對(duì)兩個(gè)自變量分別求出一階偏導(dǎo)數(shù)(共有兩個(gè)),再對(duì)兩個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)分別求一階偏導(dǎo)數(shù),會(huì)有四個(gè)二階偏導(dǎo)數(shù)。求一階偏導(dǎo)數(shù)的過(guò)程可參考例1。
總之,概念既是偏導(dǎo)數(shù)的核心,又是解決問(wèn)題的落腳點(diǎn),而方法就是解決問(wèn)題的策略和途徑。只有理解透概念,掌握好求解方法,才能學(xué)好偏導(dǎo)數(shù),最終靈活用好偏導(dǎo)數(shù)。
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