複合函式的求導法則
設函式
定義在 平面的區域 上,函式
定義在 平面的區域 上,且
則函式
是以(2)為外函式,(1)為內函式的複合函式。其中 稱為函式 的中間變數, 為 的自變數 。
定理1
若函式 在點 可微, 在點 可微,則複合函式
在點 可微,且它關於 與 的偏導數分別為
上述兩個公式也稱為鏈式法則。
注意
如果只是求複合函式 關於 或 的偏導數,則定理1中 和 只需具有關於 或 的偏導數就夠了。但是對外函式 的可微性假設是不能省略的,否則上述複合函式求導公式不一定成立。如函式
直接計算可知 ,但 在 處不可微。若以 為外函式, 為內函式,則得以 為自變數的複合函式
所以 。這是若用鏈式法則,將得出錯誤的結果
這個例子說明在使用複合函式求導公式時,必須注意外函式 可微這一重要條件。
複合函式的全微分
若以 和 為自變數的函式 可微,則其全微分為
如果 作為中間變數又是自變數 的可微函式
則由定理1知道,複合函式 是可微的,其全微分為
由於 又是 的可微函式,因此同時有