一道多元复合函数求导问题………………在方程如下图,其中函数u具有二阶连续偏导数,令{ζ=x-y,η=x+y},求u以ζ,η为自变量的新方程.

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/26 15:32:48
一道多元复合函数求导问题………………在方程如下图,其中函数u具有二阶连续偏导数,令{ζ=x-y,η=x+y},求u以ζ,η为自变量的新方程.
xUNPBWn ulZm %x+$8]DNi(oC,=xZ E%Y4'=_x}bn)p R 0w yx1 ryQvp{5&"ة`10#yT,nH|*o ܸ]oen&}Q1UE-js' YKVz^G߄3̾ xb\_;+b#/4:}F#"χ1G 2D|>B3/]$O$ s/]qyȀH= P"S uf .'JHDY;^G񗰰1ÓAei͋NS"f<[E,.":Y_r^Ab Sp7Rz@SWRE 2jilZ-99O* 1*%䓨q:~z"9FemVnke.kv-^fta̼]hbfDc|ـ.,;.".+4fkYd_ZL*ua H(0Q+^+N7Ͱ1Z2:&Zvd:AldZQ<;{`EAe$X_riy? dBVPr@U1RLǣn|hO9  8x$z*]zһ(]j)n Rz71&=[CK -fEy-Iɷw7~v>@֔Iz6*ZZX#uARU:.= h_T{׎[GĢv]

一道多元复合函数求导问题………………在方程如下图,其中函数u具有二阶连续偏导数,令{ζ=x-y,η=x+y},求u以ζ,η为自变量的新方程.
一道多元复合函数求导问题………………
在方程如下图,其中函数u具有二阶连续偏导数,令{ζ=x-y,η=x+y},求u以ζ,η为自变量的新方程.

一道多元复合函数求导问题………………在方程如下图,其中函数u具有二阶连续偏导数,令{ζ=x-y,η=x+y},求u以ζ,η为自变量的新方程.
链式法则,毫无技术含量的纯体力活展开就好了,这应该是某个偏微分方程课里的小题吧?
偏u/偏x = 偏u/偏ζ 偏ζ/偏x + 偏u/偏η 偏η/偏x
注意 偏ζ/偏x = 1 偏η/偏x = 1
所以 偏u/偏x = 偏u/偏ζ+偏u/偏η
偏2u/偏x2= 偏(偏u/偏ζ + 偏u/偏η)/偏x=偏(偏u/偏ζ )/偏x + 偏(偏u/偏η)/偏x
注意把 偏u/偏ζ 看成一个整体,再用一次
偏(偏u/偏ζ )/偏x = 偏(偏u/偏ζ )/偏ζ 偏ζ/偏x + 偏(偏u/偏ζ )/偏η 偏η/偏x
=偏(偏u/偏ζ )/偏ζ+ 偏(偏u/偏ζ )/偏η = 偏2u/偏ζ2+偏2u/偏ζ偏η
同样的
偏(偏u/偏η)/偏x= 偏(偏u/偏η )/偏ζ 偏ζ/偏x + 偏(偏u/偏η )/偏η 偏η/偏x
=偏2u/偏ζ偏η + 偏2u/偏η2
带回去,得到
偏2u/偏x2 = 偏2u/偏ζ2+偏2u/偏ζ偏η + 偏2u/偏ζ偏η + 偏2u/偏η2
= 偏2u/偏ζ2+2偏2u/偏ζ偏η+偏2u/偏η2
类似的
偏u/偏y = 偏u/偏ζ 偏ζ/偏y + 偏u/偏η 偏η/偏y
注意 偏ζ/偏y = -1 偏η/偏y = 1
所以 偏u/偏y = -偏u/偏ζ+偏u/偏η
偏2u/偏y2= 偏(-偏u/偏ζ + 偏u/偏η)/偏y=-偏(偏u/偏ζ )/偏y + 偏(偏u/偏η)/偏y
偏(偏u/偏ζ )/偏y = 偏(偏u/偏ζ )/偏ζ 偏ζ/偏y + 偏(偏u/偏ζ )/偏η 偏η/偏y
=-偏(偏u/偏ζ )/偏ζ+ 偏(偏u/偏ζ )/偏η =-偏2u/偏ζ2+偏2u/偏ζ偏η
同样的
偏(偏u/偏η)/偏y= 偏(偏u/偏η )/偏ζ 偏ζ/偏y + 偏(偏u/偏η )/偏η 偏η/偏y
=-偏2u/偏ζ偏η + 偏2u/偏η2
带回去,得到
偏2u/偏y2 = -(-偏2u/偏ζ2+偏2u/偏ζ偏η) + (-偏2u/偏ζ偏η + 偏2u/偏η2)
= 偏2u/偏ζ2-2偏2u/偏ζ偏η+偏2u/偏η2
所以 偏2u/偏x2 - 偏2u/偏y2 = 4偏2u/偏ζ偏η
所以 偏2u/偏x2 - 偏2u/偏y2 =0 等价于 偏2u/偏ζ偏η = 0
没有任何技巧,有耐心一步一步展开就好了