【微分積分】7-2-2 全微分の計算|要点まとめ
このページでは、多変数関数における「全微分の計算」について整理します。全微分の定義に基づく基本的な計算手順や、偏微分を用いた計算の具体例をわかりやすく解説します。また、接平面の方程式の導出や計算のポイントも確認し、多変数微分の基礎力を確実に身につけることを目指します。
全微分の基本的な計算方法
【例題】次の関数が\((0,0)\)で全微分可能か調べなさい。
(1)\(f(x,y)=\left\{\begin{array}{l}\displaystyle xy\sin\frac{1}{\sqrt{x^2+y^2}}\ ((x,y)\neq(0,0)) \\ 0\ ((x,y)=(0,0))\end{array}\right.\)
(2)\(f(x,y)=\sqrt{|xy|}\)
(3)\(f(x,y)=\left\{\begin{array}{l}\displaystyle xy\sin^{-1}\frac{x^2-y^2}{x^2+y^2}\ ((x,y)\neq(0,0)) \\ 0\ ((x,y)=(0,0))\end{array}\right.\)
(4)\(f(x,y)=\left\{\begin{array}{l}\displaystyle \frac{x^3+x^2-y^3+y^2}{x^2+y^2}\ ((x,y)\neq(0,0)) \\ 1\ ((x,y)=(0,0))\end{array}\right.\)
【例題】次の関数の全微分を求めなさい。
(1)\(\displaystyle f(x,y)=\tan^{-1}\frac{y}{x}\)
(2)\(f(x,y)=\log(x^2+2y^2-xy)\)
(3)\(f(x,y)=\cosh(x^2y)\)
(4)\(f(x,y)=x^y\)
【例題】次の曲面の与えられた点\(A\)における接平面の方程式を求めなさい。
(1)\(f(x,y)=x^2+y^2\)
\(A(1,2,f(1,2))\)
\(A(1,2,f(1,2))\)
(2)\(f(x,y)=\log(x^2+y^2-1)\)
\(A(2,-1,f(2,-1))\)
\(A(2,-1,f(2,-1))\)
(3)\(f(x,y)=e^{x+y}\cos(x-y)\)
\(A(0,\pi,f(0,\pi))\)
\(A(0,\pi,f(0,\pi))\)
(4)\(\displaystyle f(x,y)=\sin^{-1}\frac{y}{x}\)
\(A(2,1,f(2,1))\)
\(A(2,1,f(2,1))\)
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