高等数学的偏微分推演

最近被电子设计竞赛的事搞得头晕脑胀,回头看了一眼高数,尼玛,这是什么蝌蚪文啊。下午到图书馆疯狂补课,结果第一题就把老子给难住了。我赶紧把书翻到首页去,又从首页开始复习(没错,我是复习,不是预习)。

其实遇到的问题仔细想想是不太难懂的,不过我还是要对它做一个详细的理解:偏微分。

我遇到的是一个曲面方程:S:1 z=f(x,y)->2 F(x,y,z)=0;

首先对方程做一个详解:什么是方程呢?:就是某个量相对于其他因素的一些变化。那么曲面是如何表示这个关系的呢?我们不妨把曲面当做A Kind
Of点的轨迹,其有规律的运动形成曲面。

先解释什么叫做有规律的运动:为什么要有规律的运动呢?你可以想象在一个大的空间内,如果点并不是有规律的排列,那就会出现离散的点,这样也就不被称作一个曲面了。

那么按照什么规律运动呢?就是上面的2式了。我把它成为一个Law,一个Law确定一个曲面。

对于每一个Law来说,它与3个变量有关系,对应到实际生活中也就是某个实际问题受到多方面因素的影响。

第二个问题来了:方程1和 方程2
分别表示了什么呢?我把这两类方程简单分了一下类:因为我遇到的困难是从这里开始的。再次之前我先解释一下函数的点集的问题。通过我的分析,方程代表点的轨迹与某些自变量的关系,那么我可以这样说:点的轨迹与数量关系是一一对应的。

我们先回到一次方程中y=f(x);我将y看做点的轨迹,这个点是什么呢?很显然是x,在x轴上的一个点它的轨迹是什么样子的呢?当然不可能画在x轴上,那样做完全没有意义。我只能在x轴的上方画一条曲线来代替。好了对于点在平面D中,我要怎么画它的轨迹呢?当然是在平面的上方画点的轨迹了,当然这个轨迹最后形成了一个曲面。

这就是方程1代表的涵义,我可以这样说:

方程1:对于不确定的点的轨迹,z是一个与x,y因素有关的变量。

方程2:对于确定的轨迹,x,y,z的Law是一样的形式。

下面是这个点集中偏微分的意义:这个意思就是说我们可以把这个曲面进行分割,看看它在各个方向上的变化,俗称二重极限,值得注意的是这个二重极限并非一个,而是由多个。

同理:三重极限也是这个意思。

下面来讲解一下方向导数和梯度。

方向导数: 现在我拉出一个一次函数,它是什么样子的呢?是一条由P点引出的射线。那么这条射线如何表示呢?

我认为,这条射线是可以通过一个向量合成的。哪两个向量呢?
关于x轴的和关于y轴的。求出这两个向量后通过*角度来合成这个向量。展示在图形上的是什么呢?是通过一点的三个向量围成的平面,似乎只有这样的函数才是连续的。

什么是梯度呢?梯度的式子里不包括刚刚在方向导数中的角度。而是变成了方向向量。下面我们要想一下了:方向向量是什么呢?对于任意一个梯度表达式,我可以这么认为,因为在梯度表达式中,我的i,j分别是骗到fx和fy的上的向量,经过组合,一定是最所有在x,y中间的最大的方向向量。而方向向量不只这么一个。

到这里,我们把所有的关于多重极限的东西就解释清楚了,这样的逻辑关系可以计算出什么样的量呢,要看各位的想象力了。

高等数学的偏微分推演

时间: 2024-10-20 08:55:30

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