偏微分の基礎

偏微分の基礎

■問題

次の関数を偏微分せよ.

z= sin −1 3 x 2 y 3

■答

∂z ∂x = 6x y 3 1−9 x 4 y 6

∂z ∂y = 9 x 2 y 2 1−9 x 4 y 6

■ヒント

sin −1 の微分を,合成関数の微分によって行う.
偏導関数の定義を用いて偏微分する.
微分後の式に数値を代入する.

■解説

u=3 x 2 y 3 とおくと,

z= sin −1 u

∂z ∂u = 1 1− u 2

u=3 x 2 y 3 を代入する.

∂z ∂u = 1 1− ( 3 x 2 y 3 ) 2

= 1 1−9 x 4 y 6

∂u ∂x =6x y 3

偏導関数の定義より, y  を定数とみなして x  で微分する.

∂z ∂x = ∂z ∂u ⋅ ∂u ∂x

= 1 1−9 x 4 y 6 ⋅6x y 3

= 6x y 3 1−9 x 4 y 6

∂u ∂y =9 x 2 y 2

偏導関数の定義より, x  を定数とみなして y  で微分する.

∂z ∂y = ∂z ∂u ⋅ ∂u ∂y

= 1 1− ( 3 x 2 y 3 ) 2 ⋅9 x 2 y 2

= 9 x 2 y 2 1−9 x 4 y 6

 

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最終更新日: 2023年8月24日