|
|||||||||||||
|
|||||||||||||
|
z=f(x,y)z=f(x,y) で x=φ(u,v),y=ψ(u,v) ならば
∂2z∂v2=fxx(∂x∂v)2+2fxy∂x∂v∂y∂v+fyy(∂y∂v)2+fx∂2x∂v2+fy∂2y∂v2
もしくは,
∂2z∂v2=∂2z∂x2(∂x∂v)2+2∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂2z∂y2(∂y∂v)2+∂z∂x∂2x∂v2+∂z∂y∂2y∂v2
∂2z∂v2=∂∂v(∂z∂v)
=∂∂v(fx∂x∂v+fy∂y∂v)
=∂∂v(∂z∂x∂x∂v+∂z∂y∂y∂v)
=∂∂v(∂z∂x∂x∂v)+∂∂v(∂z∂y∂y∂v)
={∂∂v(∂z∂x)⋅∂x∂v+∂z∂x∂2x∂v2}+{∂∂v(∂z∂y)⋅∂y∂v+∂z∂y∂2y∂v2}
条件から, ∂z∂x , ∂z∂y は共に合成関数であるから,これらを v で偏微分すると,合成関数の偏微分となるから,
∂∂v(∂z∂x)=∂∂x(∂z∂x)⋅∂x∂v+∂∂y(∂z∂x)⋅∂y∂v
=∂2z∂x2∂x∂v+∂2z∂y∂x∂y∂v
∂∂v(∂z∂y)=∂∂x(∂z∂y)⋅∂x∂v+∂∂y(∂z∂y)⋅∂y∂v
=∂2z∂x∂y∂x∂v+∂2z∂y2∂y∂v
これらを代入して,
∂2z∂v2={(∂2z∂x2∂x∂v+∂2z∂y∂x∂y∂v)⋅∂x∂v+∂z∂x∂2x∂v2}+{(∂2z∂x∂y∂x∂v+∂2z∂y2∂y∂v)⋅∂y∂v+∂z∂y∂2y∂v2}
={∂2z∂x2(∂x∂v)2+∂2z∂y∂x∂y∂v∂x∂v+∂z∂x∂2x∂v2}+{∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂2z∂y2(∂y∂v)2+∂z∂y∂2y∂v2}
=∂2z∂x2(∂x∂v)2+∂2z∂y∂x∂y∂v∂x∂v+∂z∂x∂2x∂v2+∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂2z∂y2(∂y∂v)2+∂z∂y∂2y∂v2
=∂2z∂x2(∂x∂v)2+∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂z∂x∂2x∂v2+∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂2z∂y2(∂y∂v)2+∂z∂y∂2y∂v2
=∂2z∂x2(∂x∂v)2+2∂2z∂x∂y∂x∂v∂y∂v+∂2z∂y2(∂y∂v)2+∂z∂x∂2x∂v2+∂z∂y∂2y∂v2
=fxx(∂x∂v)2+2fxy∂x∂v∂y∂v+fyy(∂y∂v)2+fx∂2x∂v2+fy∂2y∂v2
ホーム>>カテゴリー別分類>>微分>>偏微分>>合成関数の2次偏導関数>>合成関数2次偏導関数の導出
学生スタッフ作成
最終更新日:
2023年1月21日