С помощью частных производных высших порядков вводятся дифференциалы высших порядков функции двух действительных переменных. Как и частные производные, они определяются последовательно.
Рассмотрим функцию двух действительных переменных, обладающую непрерывными частными производными второго порядка. Ее полный дифференциал называют полным дифференциалом первого порядка (или, кратко, первым дифференциалом).
Поскольку и по предположению имеют непрерывные частные производные первого порядка, то от функции , в свою очередь, можно взять полный дифференциал (). Таким образом, получим полный дифференциал второго порядка (или, кратко, второй дифференциал). который обозначается .
Дифференциалом второго порядка функции называется дифференциал от первого дифференциала:
Аналогично, потребовав существование непрерывных частных производных третьего, четвертого, …, -го порядков, можно определить дифференциалы соответственно третьего,
четвертого, …, -го порядков.
Так, дифференциалом -го порядка функции называется дифференциал от дифференциала -1 порядка:
Найдем формулу для вычисления дифференциала второго порядка:
Отсюда: . Символически это записывается так:
Этот символ расшифровывается следующим образом. Сначала раскрываются скобки, как будто слагаемые в них числа, а число 2 — показатель степени. Затем числители полученных дробей умножаются на .
Формула для обобщается на случай :
Этот символ расшифровывается так же, как и для .
Отметим, что полученные формулы справедливы лишь тогда, когда переменные и функции являются независимыми.
Рассмотрим пример нахождения дифференциала второго прядка функции.
Пример №27.4.
Найдите дифференциал второго порядка функции .
Решение:
Найдем по формуле: .
Сначала найдем частные производные первого порядка функции:
Затем найдем частные производные второго порядка функции:
Окончательно получим:
Ответ:
Эта лекция взята с главной страницы на которой находится курс лекций с теорией и примерами решения по всем разделам высшей математики:
Другие лекции по высшей математике, возможно вам пригодятся: