二元函数的曲面表示
视频中展示的蓝色网格曲面代表一个二元实值函数 的图像,其形状为开口向上的旋转抛物面。
Charles队长 · 哔哩哔哩 · 0:24
视频通过三维动画演示了二元函数全微分的几何意义。画面展示了一个开口向上的抛物面,在其上选取一点并构建切平面。随后在底面上取点 (, ),分别标出该点到曲面和到切平面的垂直距离 Δz 与 dz,直观呈现了函数实际增量与线性近似增量的区别。
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依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。
曲面上的基准点对应输入(x₀,y₀)。在该点可微时,切平面给出附近变化的一阶线性近似。它不必只与曲面相交一次,也不要求处处位于曲面下方。
将输入移到(x₀+Δx,y₀+Δy),实际增量Δz是新函数值减去基准函数值;全微分dz则是切平面在同一输入位移下的高度变化,两者都从基准高度开始计算。
全微分由基准点处的偏导数组合而成:。可微性的关键是余项除以输入位移长度趋于0,即实际增量与线性近似之间只剩高阶小量。偏导数存在本身不能保证这一结论。
视频中展示的蓝色网格曲面代表一个二元实值函数 的图像,其形状为开口向上的旋转抛物面。
可微点处的切平面由基准值和两个偏导数构造。它描述局部一阶近似,不一定只在一个点与曲面相交。
当自变量从 变化到 时,函数值的真实改变量称为全增量,即空间中对应点到曲面的垂直高度差。
偏导数均在基准点求值。可微性保证,其中ρ是输入平面中的位移长度;仅有偏导数存在还不够。