ヤコビアン(Jacobian)

ヤコビアン(Jacobian)

■2変数関数の場合

x=φ( u,v ) , y=ψ( u,v ) とし, φ,ψ は u,v  で偏微分可能であるとする.


x,y  の全微分は

dx= ∂φ ∂u du+ ∂φ ∂v dv  

dy= ∂ψ ∂u du+ ∂ψ ∂v dv  

となる.  行列を用いて表すと

( dx dy )=( ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v )( du dv )  

となる.

行列

( ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v )  

の行列式

| ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v |  

をヤコビアン(Jacobian)といい, ∂( φ,ψ ) ∂( u,v )  で表す.


■3変数関数の場合

x=φ( u,v,w ) , y=ψ( u,v,w ) , z=ω( u,v,w )  とし, φ , ψ , ω  は u , v , w  で偏微分可能とする.


x , y , z  の全微分は

dx= ∂φ ∂u du+ ∂φ ∂v dv+ ∂φ ∂w dw

dy= ∂ψ ∂u du+ ∂ψ ∂v dv+ ∂ψ ∂w dw

dz= ∂ω ∂u du+ ∂ω ∂v dv+ ∂ω ∂w dw

となる.  これを行列を用いて表すと,

( dx dy dz )=( ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂φ ∂w ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v ∂ψ ∂w ∂ω ∂u ∂ω ∂v ∂ω ∂w )( du dv dw )


行列

( ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂φ ∂w ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v ∂ψ ∂w ∂ω ∂u ∂ω ∂v ∂ω ∂w )

の行列式

| ∂φ ∂u ∂φ ∂v ∂φ ∂w ∂ψ ∂u ∂ψ ∂v ∂ψ ∂w ∂ω ∂u ∂ω ∂v ∂ω ∂w |

をヤコビアン(Jacobian)といい, ∂( φ,ψ,ω ) ∂( u,v,w )   で表す.


■一般に

n変数関数の場合,行列を用いて表すと,

( f 1 ⋮ f n )=( ∂ f 1 ∂ x 1 ⋯ ∂ f 1 ∂ x n ⋮ ⋱ ⋮ ∂ f n ∂ x 1 ⋯ ∂ f n ∂ x n )( d x 1 ⋮ d x n )

行列

( ∂ f 1 ∂ x 1 ⋯ ∂ f 1 ∂ x n ⋮ ⋱ ⋮ ∂ f n ∂ x 1 ⋯ ∂ f n ∂ x n )

の行列式

| ∂ f 1 ∂ x 1 ⋯ ∂ f 1 ∂ x n ⋮ ⋱ ⋮ ∂ f n ∂ x 1 ⋯ ∂ f n ∂ x n |

をヤコビアン(Jacobian)といい, ∂( f 1 ⋯, f n ) ∂( x 1 ⋯, x n )   で表す.


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学生スタッフ作成
最終更新日: 2016年12月14日