SlideShare a Scribd company logo
1 of 31
Download to read offline
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
GIẢI TÍCH 2
HÀM NHIỀU BIẾN
ĐẠO HÀM RIÊNG & VI PHÂN
Giảng viên: ThS. Nguyễn Văn Tùng
II. Vi phân
II.1. Vi phân cấp 1
 Định nghĩa
 Cho hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trên 𝐷 ⊂ ℝ2
và điểm 𝑥0,𝑦0 ∈ 𝐷. Khi đó, hàm 𝑓 𝑥, 𝑦
được gọi là khả vi tại 𝑥0,𝑦0 nếu số gia toàn phần
∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓 𝑥0 + ∆𝑥,𝑦0 + ∆𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0
có thể biểu diễn được ở dạng: ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝐴.∆𝑥 + 𝐵.∆𝑦 + 𝛼. ∆𝑥 + 𝛽. ∆𝑦
Trong đó: 𝐴, 𝐵 là các hằng số và 𝛼, 𝛽 → 0 khi ∆𝑥, ∆𝑦 → 0.
 Thành phần 𝐴. ∆𝑥 + 𝐵. ∆𝑦 được gọi là vi phân toàn phần của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 tại điểm
𝑥0,𝑦0 . Ký hiệu: 𝑑𝑧 𝑥0,𝑦0 hoặc 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 .
𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝐴.∆𝑥 + 𝐵. ∆𝑦
 Hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 được gọi là khả vi trong miền 𝐷 nếu nó khả vi tại mọi điểm thuộc
miền 𝐷.
 Ví dụ II.1: Xét sự khả vi của hàm số 𝑧 = 𝑥3
+ 𝑦3
tại điểm 𝑥0,𝑦0 .
Dễ thấy hàm số 𝑧 = 𝑥3
+ 𝑦3
có miền xác định 𝐷 = ℝ2
nên 𝑥0,𝑦0 có thể là điểm bất kỳ.
Ta có:
Hiển nhiên hàm số 𝑧 = 𝑥3
+ 𝑦3
khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 vì 𝐴, 𝐵 là các hằng số và 𝛼, 𝛽 → 0
khi ∆𝑥,∆𝑦 → 0. Ngoài ra, ta có:
𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 3𝑥0
2
.∆𝑥 + 3𝑦0
2
.∆𝑦
     
   
3 3 3 3
0 0 0 0 0 0
2 2 2 2 3 3
0 0 0 0
2 2 2 2
0 0 0 0
,
3 3 3 3
3 3 3 3
A B
f x y x x y y x y
x x y y x x y y x y
x x y y x x x x y y y y
 
        
           
             
II.1. Vi phân cấp 1
 Định nghĩa
 Khi xét ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 , không phải lúc nào cũng dễ dàng xác định được 𝛼, 𝛽. Để cho đơn
giản, 𝛼∆𝑥 + 𝛽∆𝑦 được thay bởi 𝑜 𝜌 là VCB bậc cao tại lân cận điểm 𝑥0,𝑦0 . Khi đó:
 Vậy 𝑓 𝑥, 𝑦 sẽ khả vi tại 𝑥0,𝑦0 nếu ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 − 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 là một VCB bậc cao tại lân
cận điểm 𝑥0,𝑦0 . Tức là:
   
 
 
2 2
0 0 0 0
0 0
0
lim , , lim 0
x
y
o
f x y df x y x y




  
 
       
 
 
     
 
0 0 0 0 0 0
0 0
, , ,
,
f x y f x x y y f x y
df x y A x B y
      



   


2 2
0 khi , 0
x y x y
        
   
0 0 0 0
2 2
0
0
, ,
lim 0
x
y
f x y df x y
x y
 
 
 

  
Hay với
     
0 0 0 0
, , ;
f x y df x y o 
  
 
0
lim 0
o





II.1. Vi phân cấp 1
 Định lý (điều kiện cần của sự khả vi)
 Nếu hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì:
 𝑓 𝑥,𝑦 liên tục tại 𝑥0,𝑦0 .
 𝑓 𝑥,𝑦 có các đạo hàm riêng cấp 1 tại 𝑥0,𝑦0 và 𝐴 = 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 ,𝐵 = 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 .
 Định lý (điều kiện đủ của sự khả vi)
 Nếu hàm 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trong một lân cận nào đó của điểm 𝑥0,𝑦0 và các đạo
hàm riêng 𝑓𝑥
′
,𝑓𝑦
′
liên tục tại 𝑥0,𝑦0 thì hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 .
     
0 0 0 0 0 0
, , ,
f f
df x y x y x x y y
x y
 
    
 
II.1. Vi phân cấp 1
 Tính chất của hàm số khả vi
 Nếu 𝑥,𝑦 là các biến số độc lập thì ∆𝑥 = 𝑑𝑥,∆𝑦 = 𝑑𝑦. Khi đó, vi phân toàn phần của
hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 được viết dưới dạng:
 Cho 𝑓 𝑥, 𝑦 và 𝑔 𝑥, 𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 . Khi đó:
f f
df dx dy
x y
 
 
 
   
 
 
 
2
1)
2)
3)
4) 0
d a f df
d f g df dg
d f g g df f dg
f g df f dg
d g
g g
 
   
  
    
    
 
 
 
II.1. Vi phân cấp 1
 Ứng dụng vi phân tính gần đúng
 Cho hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 . Khi đó ta có:
∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓 𝑥,𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 .∆𝑥 + 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 .∆𝑦 + 𝛼.∆𝑥 + 𝛽. ∆𝑦
⟺ 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑓 𝑥0,𝑦0 + 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 .∆𝑥 + 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 .∆𝑦 + 𝛼. ∆𝑥 + 𝛽.∆𝑦
⟹ 𝑓 𝑥, 𝑦 ≈ 𝑓 𝑥0,𝑦0 + 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 𝑥 − 𝑥0 + 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 𝑦 − 𝑦0
 Công thức trên có thể viết lại: 𝑓 𝑥,𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0 ≈ 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 𝑑𝑥 + 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 𝑑𝑦
hay ta có: ∆𝑓 ≈ 𝑑𝑓
 Ví dụ II.2: Chứng minh rằng hàm số 𝑧 = 𝑥𝑒𝑥𝑦
khả vi tại 1,0 . Sử dụng kết quả này để
tính gần đúng giá trị 𝑧 1.1,−0.1 .
Ta có: 𝑧𝑥
′
= 𝑒𝑥𝑦
+ 𝑥𝑦𝑒𝑥𝑦
, 𝑧𝑦
′
= 𝑥2
𝑒𝑥𝑦
.
Các đạo hàm riêng trên liên tục trên ℝ2
nên cũng liên tục trong lân cận của điểm 1,0 .
Do đó, hàm số 𝑧 = 𝑥𝑒𝑥𝑦
khả vi tại điểm 1,0 .
Chọn 𝑥0,𝑦0 = 1,0 ⟹ ∆𝑥 = 𝑥 − 𝑥0 = 1.1 − 1 = 0.1
∆𝑦 = 𝑦 − 𝑦0 = −0.1 − 0 = −0.1
So sánh với giá trị thực: 𝑓 1.1,−0.1 = 1.1 ⋅ 𝑒−0.11
≈ 0.98542
       
1.1, 0.1 1,0 1,0 1,0 1 1 0.1 1 0 1
.1
x y
f f f x f y
 
            
 Ví dụ II.3: Xét sự khả vi của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥 + 𝑦 + 𝑥𝑦 tại điểm 𝑂 0,0 .
Sử dụng định nghĩa về hàm khả vi, ta xét: ∆𝑓 0,0 = 𝑑𝑓 0,0 + 𝜀 𝜌 . 𝜌
với 𝜌 = ∆𝑥2 + ∆𝑦2 → 0 khi ∆𝑥,∆𝑦 → 0
Ta có:
Giới hạn trên không tồn tại nên lim
𝜌→0
𝜀 𝜌 ≠ 0. Vậy 𝑓 𝑥,𝑦 không khả vi tại 𝑂 0,0 .
 
   
2 2 2 2
0 0 0
0 0
2
2 2 2
0 0
0
1 1
0,0 0,0
lim lim lim
cos sin
lim lim cos sin
x x
y y
x r
y
x y x y x y
f df
x y x y
x y r
x y r

 
 
 
    
   
  
 
         
 
 
     
 
  
  
II.1. Vi phân cấp 1
 Vi phân của hàm hợp
 Cho với 𝑥, 𝑦 là các biến độc lập. Khi đó, ta có:
 Vi phân cấp 1 có tính bất biến về dạng.
 
 
 
,
,
,
f f u v
u u x y
v v x y





 

f u f v f u f v
df dx dy
u x v x u y v y
f u u f v v
dx dy dx dy
u x y v x
f
y
f
dx
f
d
x
dv
v
y
f
du
y
u
 
       
 
         
 
 
       
   
   
     
     
   


     


 

 



f f
df du dv
u v
 
  
 
 Ví dụ II.4: Tìm 𝑑𝑓 của hàm hợp 𝑓 = 𝑓 𝑢,𝑣 = 𝑒𝑢𝑣
với 𝑢 𝑥,𝑦 = 𝑥𝑦2
;𝑣 𝑥, 𝑦 = 2𝑥 + 3𝑦.
Ta có:
Với:
u v
df f du f dv
 
 
   
   
2 2
2 ; 2 3 2 3
;
uv uv uv uv
u v
u v
du d xy y dx xydy dv d x y dx dy
f e ve f e ue
      
 
 
   
   
   
2
2
2 2 3
2 2 3
uv uv
uv uv
df ve y dx xydy ue dx dy
e vy u dx e vxy u dy
    
   
II.2. Vi phân cấp cao
 Định nghĩa
 Cho hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trên 𝐷 ⊂ ℝ2
. Vi phân toàn phần (nếu có) cũng là hàm
của 2 biến 𝑥, 𝑦: 𝑑𝑓 = 𝑓𝑥
′
𝑥,𝑦 𝑑𝑥 + 𝑓𝑦
′
𝑥,𝑦 𝑑𝑦
 Vi phân toàn phần của 𝑑𝑓 (nếu tồn tại) được gọi là vi phân toàn phần cấp 2 (gọi tắt là
vi phân cấp 2) của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 và được ký hiệu là 𝑑2
𝑓.
𝑑2
𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑥
′
𝑑𝑥 + 𝑓𝑦
′
𝑑𝑦 = 𝑓𝑥𝑥
′′
𝑑𝑥2
+ 2𝑓𝑥𝑦
′′
𝑑𝑥𝑑𝑦 + 𝑓𝑦𝑦
′′
𝑑𝑦2
 Tổng quát, ta có định nghĩa của vi phân cấp 𝑛 của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 :
𝑑𝑛
𝑓 = 𝑑 𝑑𝑛−1
𝑓
 Một cách hình thức, ta có công thức tính vi phân cấp 𝑛 (sử dụng nhị thức Newton):
n
n
d f dx dy f
x y
 
 
 
 
 
 
II.2. Vi phân cấp cao
 Vi phân cấp cao của hàm hợp
 Cho Khi đó: 𝑑2
𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢
′
𝑑𝑢 + 𝑓𝑣
′
𝑑𝑣 = 𝑑 𝑓𝑢
′
𝑑𝑢 + 𝑑 𝑓𝑣
′
𝑑𝑣 .
Chú ý, 𝑢, 𝑣 là các hàm của 2 biến 𝑥, 𝑦 nên 𝑑𝑢,𝑑𝑣 không phải là hằng số. Do đó:
𝑑2
𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢
′
.𝑑𝑢 + 𝑓𝑢
′
.𝑑 𝑑𝑢 + 𝑑 𝑓𝑣
′
.𝑑𝑣 + 𝑓𝑣
′
.𝑑 𝑑𝑣
Ở đây, 𝑓𝑢
′
,𝑓𝑣
′
là những hàm hợp 2 biến. Suy ra:
 Vi phân cấp 2 không còn tính bất biến về dạng.
 
 
 
,
, .
,
f f u v
u u x y
v v x y





 

           
   
2 2
;
;
u u u v v v
u v u v
d f f du f dv d f f du f dv
d du d u d dv d v
   
     
   
 
 Ví dụ II.5: Tìm các đạo hàm riêng cấp 2 và vi phân cấp 2 của hàm 𝑧 = ln 𝑥2
+ 𝑦
Ta có:
 
   
   
2
2 2
2 2
2 2 2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2
2 1 1
;
1 2 2 2
;
y x
z x z z z
x x y x y x y y
x y x y
z x z x x
x y x x y y x y x y
x y x y

   
      
     
 
   
   
     
   
       
   
 
 
     
2 2 2
2 2 2
2 2
2
2 2
2 2 2
2 2 2
2
2 4 1
z z z
d z dx dxdy dy
x x y y
y x x
dx dxdy dy
x y x y x y
  
   
   

  
  
 Ví dụ II.6: Tìm 𝑑2
𝑓 của hàm 𝑓 𝑢, 𝑣 = 2𝑢 + 𝑣2
với 𝑢 𝑥, 𝑦 = 𝑥𝑦 + 2𝑥;𝑣 𝑥, 𝑦 = 𝑥2
+ 𝑦2
.
Ta có: 𝑑2
𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢
′
𝑑𝑢 + 𝑓𝑣
′
𝑑𝑣
Trong đó:
   
2 2 2
2
2
u v
du y dx x
dv x
dy dx yd
f
f f
d y
v
 
 

   

  
 
   
 
   
       
2
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2 2 2
d f d y dx xdy v xdx ydy
d y dx xdy d v xdx ydy
d y dx d xdy xdx ydy dv vd xdx ydy
 
     
 
 
    
 
 
 
      
 
 
     
       
2 2 2 2
2 2 ;
2 2 2 2 2 2 ; 2 2
d y dx dxd y dxdy d xdy dxdy
d xdx ydy d xdx d ydy dx dy dv d x y xdx ydy
    
 
 
        
     
2 2 2 2 2 2 2
12 4 8 16 4 12
d f x y dx xy dxdy x y dy
      
III. Đạo hàm theo hướng và Gradient
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Đặt vấn đề
 Nếu tiếp tuyến (trong hình vẽ) nằm trên mặt phẳng không song song với bất kỳ trục
tọa độ nào thì độ dốc của nó tại 𝑥0,𝑦0 biểu thị điều gì?
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định nghĩa
 Xét hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 xác định 𝐷𝑓 ⊂ ℝ2
. Qua điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 ∈ 𝐷𝑓, cho đường thẳng
định hướng ℒ với vectơ đơn vị 𝑢 𝑎, 𝑏 .
 Nếu ℎ → 0 và tồn tại hữu hạn giới hạn
thì giới hạn này được gọi là đạo hàm theo hướng
𝑢 𝑎, 𝑏 tại điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 .
 Ký hiệu:
     
0 0
0 0
lim lim
h h
f M f M f M
h h
 
 

     
0 0 0
, ,
u u
f
M f M D f M
u



III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định nghĩa
 Nếu 𝑢 ∥ Ԧ
𝑖 thì:
 Tuy nhiên, nếu không tồn tại đạo hàm riêng theo 𝑥 tại 𝑀0 thì vẫn có thể có đạo hàm
theo hướng tại 𝑀0.
(vì theo định nghĩa, đạo hàm theo hướng chỉ là giới hạn một phía)
0
h M M

 
   
 
0 0 0 0
0 0
0
, ,
lim
h
f x h y f x y
f f
M M
u h x

 
 
 
 
⟹ Đạo hàm theo hướng của Ԧ
𝒊 1,0 tại 𝑀0 là đạo hàm riêng
theo 𝑥 tại 𝑀0, nếu đạo hàm riêng theo 𝑥 tại 𝑀0 tồn tại.
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định nghĩa
 Nếu 𝑢 ∥ Ԧ
𝑗 thì:
 Tuy nhiên, nếu không tồn tại đạo hàm riêng theo 𝑦 tại 𝑀0 thì vẫn có thể có đạo hàm
theo hướng tại 𝑀0.
(vì theo định nghĩa, đạo hàm theo hướng chỉ là giới hạn một phía)
 
   
 
0 0 0 0
0 0
0
, ,
lim
h
f x y h f x y
f f
M M
u h y

 
 
 
 
⟹ Đạo hàm theo hướng của Ԧ
𝒋 0,1 tại 𝑀0 là đạo hàm riêng
theo 𝑦 tại 𝑀0, nếu đạo hàm riêng theo 𝑦 tại 𝑀0 tồn tại.
0
h M M

III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định lý
 Theo định nghĩa, ta có:
 Lập hàm trong đó
Giả sử tồn tại 𝑓𝑥
′
, 𝑓𝑦
′
. Khi đó, ta có:
 
   
   
0
0
0
0 0 0 0
0
lim
cos , cos ,
lim
h
h
f M f M
f
M
u h
f x h y h f x y
h
 






  

0 0
cos , cos .
x x h y y h
 
   
   
,
g h f x y

h x h y h
g f x f y
    
   
     
, cos , cos
x y
g h f x y f x y
 
  
  
     
0 0 0 0
0 , cos , cos
x y
g f x y f x y
 
  
 
Khi ℎ = 0:
𝟏
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định lý
 Lập hàm trong đó
Giả sử tồn tại 𝑓𝑥
′
, 𝑓𝑦
′
. Khi đó, ta có:
0 0
cos , cos .
x x h y y h
 
   
   
,
g h f x y

h x h y h
g f x f y
    
   
     
, cos , cos
x y
g h f x y f x y
 
  
  
     
0 0 0 0
0 , cos , cos
x y
g f x y f x y
 
  
 
Khi ℎ = 0:
Mà  
   
   
0
0 0 0 0
0
0
0 lim
cos , cos ,
lim
h
h
g h g
g
h
f x h y h f x y
h
 



 
  

           
0 0 0 0 0 0
1 , 2 & 3 , , cos , cos
f f f
x y x y x y
u x y
 
  
  
  
𝟐
𝟑
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Định lý
 Nếu hàm 𝑓 𝑥,𝑦 tồn tại các đạo hàm riêng 𝑓𝑥
′
, 𝑓𝑦
′
tại điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 thì đạo hàm theo
hướng 𝑢 = cos 𝛼 ,cos 𝛽 tại 𝑀0 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 được tính bởi công thức:
     
0 0 0
cos cos
f f f
M M M
u x y
 
  
 
  
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Ý nghĩa hình học
𝑀0
𝑀
𝑀′
𝑀0
′
𝑪
𝑻
𝑥
𝑦
𝑧
𝑶
𝒖
𝛼
𝑥0
𝑥0 + ∆𝑥
𝑦0 + ∆𝑦
𝑦0
ℎ = 𝑀0𝑀
 
0
f
M
u



Độ dốc của đường cong 𝐶 tại
điểm 𝑀0
′ theo hướng 𝑀0𝑀
Mặt cong 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦
III.1. Đạo hàm theo hướng
 Chú ý
 Nếu hàm số 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì nó có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm
này.
 Tuy nhiên, nếu hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì không có
gì đảm bảo là hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 .
 Ví dụ: Hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥 + 𝑦 + 𝑥𝑦 có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm 𝑂 0,0
nhưng không khả vi tại điểm này (sinh viên tự chứng minh).
III.2. Gradient
 Định nghĩa
 Cho hàm 𝑓 𝑥,𝑦 và giả sử rằng các đạo hàm riêng 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 ,𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 đều tồn tại. Khi
đó gradient của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 là một vectơ được định nghĩa như dưới đây:
𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 Ԧ
𝒊 + 𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0 Ԧ
𝒋
hoặc 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥
′
𝑥0,𝑦0 ;𝑓𝑦
′
𝑥0,𝑦0
 Ký hiệu: 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0.𝑦0 , 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 hoặc 𝛻𝑓 𝑥0,𝑦0 .
III.2. Gradient
 Tính chất
 Đạo hàm theo hướng 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 tại điểm 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 chính là tích
vô hướng của 2 vectơ: 𝑢 và 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 .
Ở đây, 𝜑 là góc tạo bởi 2 vectơ 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 và 𝑢.
 Nếu 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 0 thì 𝑓𝑢
′
𝑥0,𝑦0 = 0 với bất kỳ vectơ 𝑢 nào.
 Nếu 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 ≠ 0 thì max 𝑓𝑢
′
𝑥0,𝑦0 = 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 khi 𝜑 = 0.
     
   
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
, , , cos
, cos , cos
f
x y grad f x y u grad f x y
u
f f
x y x y
x y

 

   

 
 
 
min 𝑓𝑢
′
𝑥0,𝑦0 = − 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 khi 𝜑 = 𝜋.
III.2. Gradient
 Ý nghĩa hình học
Mặt cong 𝑓 𝑥, 𝑦
 Ví dụ III.1: Tính đạo hàm của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥2
+ 𝑦2
𝑥 tại điểm 𝑀 1,2 theo hướng của
vectơ 𝑀𝑁 với 𝑁 3,0 .
Gọi 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 là vectơ đơn vị của 𝑀𝑁 2,−2 . Khi đó, ta có:
Ta lại có:
   
2 2
2 2
2 1 2 1
cos ; cos
2 2
2 2 2 2
 
 
   
   
 
 
2 2
2 1,2 2 1 2 6
2 1,2 2 1 2 4
x x
y y
f x y f
f xy f
 
      
 
     
 
1 1 2
1,2 6 4 2
2 2 2
f
u

      

 Ví dụ III.2: Tính đạo hàm của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥3
− 3𝑥𝑦 + 4𝑦2
tại điểm 𝑄 1, −1 theo
hướng hợp với chiều dương của 𝑂𝑥 một góc 𝜑 = Τ
𝜋 6.
Gọi 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 là vectơ đơn vị của vectơ đi qua điểm 𝑄 1, −1 và hợp với 𝑂𝑥 +
một góc 𝜑 = Τ
𝜋 6. Khi đó:
Mặt khác:
3
cos cos
3 1
6 2 ;
2 2
1
cos sin
6 2
u





 
  

   
  
 
  


 
 
2
1, 1 6
3 3
1, 1 11
3 8
x
x
y
y
f
f x y
f
f x y


  

 
 

  
   
   
 

 
3 1 6 3 11
1, 1 6 11
2 2 2
f
u
 
      


More Related Content

Similar to Dao-ham_Vi-phan-2.pdf

Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dh
Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dhThamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dh
Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dhHuynh ICT
 
Chương 1.pdf
Chương 1.pdfChương 1.pdf
Chương 1.pdfTiPhmTn2
 
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly121 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12Pham Tai
 
Chứng minh bổ đề lagrange.doc
Chứng minh bổ đề lagrange.docChứng minh bổ đề lagrange.doc
Chứng minh bổ đề lagrange.docHoang Mai
 
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdf
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdfgiai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdf
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdfVnNguyn914577
 
Toan cd download.com.vn
Toan cd download.com.vnToan cd download.com.vn
Toan cd download.com.vnNam Cengroup
 
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...Nguyen Vietnam
 
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vn
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vnChuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vn
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vnMegabook
 
Giai tich - Ham nhieu bien.pptx
Giai tich - Ham nhieu bien.pptxGiai tich - Ham nhieu bien.pptx
Giai tich - Ham nhieu bien.pptxGiaLcTrn2
 
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnn
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnnXuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnn
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnnMinh Đức
 
Ch de cuctri-gtln-gtnn
Ch de cuctri-gtln-gtnnCh de cuctri-gtln-gtnn
Ch de cuctri-gtln-gtnnQuoc Nguyen
 
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phân
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phânPhương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phân
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phânHajunior9x
 
Kinh lup table 5 ưng chảo thủ - casiomen,
Kinh lup table 5   ưng chảo thủ - casiomen,Kinh lup table 5   ưng chảo thủ - casiomen,
Kinh lup table 5 ưng chảo thủ - casiomen,nam nam
 
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiTổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiNhập Vân Long
 
CHƯƠNG 2 GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
CHƯƠNG 2  GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐCHƯƠNG 2  GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
CHƯƠNG 2 GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐĐinh Công Thiện Taydo University
 
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225Yen Dang
 
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014Chuyên đề luyện thi Đại học 2014
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014tuituhoc
 

Similar to Dao-ham_Vi-phan-2.pdf (20)

Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dh
Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dhThamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dh
Thamkhao.vn 4607 phuong-phap-giai-he-phuong-trinh-trong-ky-thi-tuyen-sinh-dh
 
3 pp tìm gtnnln
3 pp tìm gtnnln3 pp tìm gtnnln
3 pp tìm gtnnln
 
Chương 1.pdf
Chương 1.pdfChương 1.pdf
Chương 1.pdf
 
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly121 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12
1 tomtat kt-ct-tracnghiem-vatly12
 
Chứng minh bổ đề lagrange.doc
Chứng minh bổ đề lagrange.docChứng minh bổ đề lagrange.doc
Chứng minh bổ đề lagrange.doc
 
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdf
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdfgiai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdf
giai-tich-2__kha-vi-va-vi-phan - [cuuduongthancong.com].pdf
 
C6
C6C6
C6
 
Toan cd download.com.vn
Toan cd download.com.vnToan cd download.com.vn
Toan cd download.com.vn
 
Luận văn: phương pháp nghiên cứu sự phân nhánh, HAY, 9đ
Luận văn: phương pháp nghiên cứu sự phân nhánh, HAY, 9đLuận văn: phương pháp nghiên cứu sự phân nhánh, HAY, 9đ
Luận văn: phương pháp nghiên cứu sự phân nhánh, HAY, 9đ
 
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...
[Math educare] giao trinh toan cao cap a2-giai tich ham nhieu bien_phuong tri...
 
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vn
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vnChuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vn
Chuyên đề Toán Tích phân - Megabook.vn
 
Giai tich - Ham nhieu bien.pptx
Giai tich - Ham nhieu bien.pptxGiai tich - Ham nhieu bien.pptx
Giai tich - Ham nhieu bien.pptx
 
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnn
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnnXuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnn
Xuctu.com ch de-cuctri-gtln-gtnn
 
Ch de cuctri-gtln-gtnn
Ch de cuctri-gtln-gtnnCh de cuctri-gtln-gtnn
Ch de cuctri-gtln-gtnn
 
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phân
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phânPhương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phân
Phương pháp số và lập trình - Nội suy, Đạo hàm, Tích phân
 
Kinh lup table 5 ưng chảo thủ - casiomen,
Kinh lup table 5   ưng chảo thủ - casiomen,Kinh lup table 5   ưng chảo thủ - casiomen,
Kinh lup table 5 ưng chảo thủ - casiomen,
 
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiTổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
 
CHƯƠNG 2 GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
CHƯƠNG 2  GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐCHƯƠNG 2  GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
CHƯƠNG 2 GIẢI PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
 
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225
Mat101 huongdan bai4_v2.3013103225
 
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014Chuyên đề luyện thi Đại học 2014
Chuyên đề luyện thi Đại học 2014
 

Recently uploaded

chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfchuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfVyTng986513
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoáCác điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoámyvh40253
 
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIGIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIĐiện Lạnh Bách Khoa Hà Nội
 
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................TrnHoa46
 
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
sách sinh học đại cương   -   Textbook.pdfsách sinh học đại cương   -   Textbook.pdf
sách sinh học đại cương - Textbook.pdfTrnHoa46
 
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líKiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líDr K-OGN
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfTrnHoa46
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...Nguyen Thanh Tu Collection
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...ThunTrn734461
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfhoangtuansinh1
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 

Recently uploaded (20)

chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfchuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoáCác điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
 
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIGIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
 
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
 
Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................
 
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
sách sinh học đại cương   -   Textbook.pdfsách sinh học đại cương   -   Textbook.pdf
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
 
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líKiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
 
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 

Dao-ham_Vi-phan-2.pdf

  • 1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIẢI TÍCH 2 HÀM NHIỀU BIẾN ĐẠO HÀM RIÊNG & VI PHÂN Giảng viên: ThS. Nguyễn Văn Tùng
  • 3. II.1. Vi phân cấp 1  Định nghĩa  Cho hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trên 𝐷 ⊂ ℝ2 và điểm 𝑥0,𝑦0 ∈ 𝐷. Khi đó, hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 được gọi là khả vi tại 𝑥0,𝑦0 nếu số gia toàn phần ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓 𝑥0 + ∆𝑥,𝑦0 + ∆𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0 có thể biểu diễn được ở dạng: ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝐴.∆𝑥 + 𝐵.∆𝑦 + 𝛼. ∆𝑥 + 𝛽. ∆𝑦 Trong đó: 𝐴, 𝐵 là các hằng số và 𝛼, 𝛽 → 0 khi ∆𝑥, ∆𝑦 → 0.  Thành phần 𝐴. ∆𝑥 + 𝐵. ∆𝑦 được gọi là vi phân toàn phần của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 tại điểm 𝑥0,𝑦0 . Ký hiệu: 𝑑𝑧 𝑥0,𝑦0 hoặc 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 . 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝐴.∆𝑥 + 𝐵. ∆𝑦  Hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 được gọi là khả vi trong miền 𝐷 nếu nó khả vi tại mọi điểm thuộc miền 𝐷.
  • 4.  Ví dụ II.1: Xét sự khả vi của hàm số 𝑧 = 𝑥3 + 𝑦3 tại điểm 𝑥0,𝑦0 . Dễ thấy hàm số 𝑧 = 𝑥3 + 𝑦3 có miền xác định 𝐷 = ℝ2 nên 𝑥0,𝑦0 có thể là điểm bất kỳ. Ta có: Hiển nhiên hàm số 𝑧 = 𝑥3 + 𝑦3 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 vì 𝐴, 𝐵 là các hằng số và 𝛼, 𝛽 → 0 khi ∆𝑥,∆𝑦 → 0. Ngoài ra, ta có: 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 3𝑥0 2 .∆𝑥 + 3𝑦0 2 .∆𝑦           3 3 3 3 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 3 3 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 , 3 3 3 3 3 3 3 3 A B f x y x x y y x y x x y y x x y y x y x x y y x x x x y y y y                                     
  • 5. II.1. Vi phân cấp 1  Định nghĩa  Khi xét ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 , không phải lúc nào cũng dễ dàng xác định được 𝛼, 𝛽. Để cho đơn giản, 𝛼∆𝑥 + 𝛽∆𝑦 được thay bởi 𝑜 𝜌 là VCB bậc cao tại lân cận điểm 𝑥0,𝑦0 . Khi đó:  Vậy 𝑓 𝑥, 𝑦 sẽ khả vi tại 𝑥0,𝑦0 nếu ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 − 𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 là một VCB bậc cao tại lân cận điểm 𝑥0,𝑦0 . Tức là:         2 2 0 0 0 0 0 0 0 lim , , lim 0 x y o f x y df x y x y                              0 0 0 0 0 0 0 0 , , , , f x y f x x y y f x y df x y A x B y                 2 2 0 khi , 0 x y x y              0 0 0 0 2 2 0 0 , , lim 0 x y f x y df x y x y           Hay với       0 0 0 0 , , ; f x y df x y o       0 lim 0 o     
  • 6. II.1. Vi phân cấp 1  Định lý (điều kiện cần của sự khả vi)  Nếu hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì:  𝑓 𝑥,𝑦 liên tục tại 𝑥0,𝑦0 .  𝑓 𝑥,𝑦 có các đạo hàm riêng cấp 1 tại 𝑥0,𝑦0 và 𝐴 = 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 ,𝐵 = 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 .  Định lý (điều kiện đủ của sự khả vi)  Nếu hàm 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trong một lân cận nào đó của điểm 𝑥0,𝑦0 và các đạo hàm riêng 𝑓𝑥 ′ ,𝑓𝑦 ′ liên tục tại 𝑥0,𝑦0 thì hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 .       0 0 0 0 0 0 , , , f f df x y x y x x y y x y         
  • 7. II.1. Vi phân cấp 1  Tính chất của hàm số khả vi  Nếu 𝑥,𝑦 là các biến số độc lập thì ∆𝑥 = 𝑑𝑥,∆𝑦 = 𝑑𝑦. Khi đó, vi phân toàn phần của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 được viết dưới dạng:  Cho 𝑓 𝑥, 𝑦 và 𝑔 𝑥, 𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 . Khi đó: f f df dx dy x y                 2 1) 2) 3) 4) 0 d a f df d f g df dg d f g g df f dg f g df f dg d g g g                         
  • 8. II.1. Vi phân cấp 1  Ứng dụng vi phân tính gần đúng  Cho hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại 𝑥0,𝑦0 . Khi đó ta có: ∆𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓 𝑥,𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 .∆𝑥 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 .∆𝑦 + 𝛼.∆𝑥 + 𝛽. ∆𝑦 ⟺ 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑓 𝑥0,𝑦0 + 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 .∆𝑥 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 .∆𝑦 + 𝛼. ∆𝑥 + 𝛽.∆𝑦 ⟹ 𝑓 𝑥, 𝑦 ≈ 𝑓 𝑥0,𝑦0 + 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 𝑥 − 𝑥0 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 𝑦 − 𝑦0  Công thức trên có thể viết lại: 𝑓 𝑥,𝑦 − 𝑓 𝑥0,𝑦0 ≈ 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 𝑑𝑥 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 𝑑𝑦 hay ta có: ∆𝑓 ≈ 𝑑𝑓
  • 9.  Ví dụ II.2: Chứng minh rằng hàm số 𝑧 = 𝑥𝑒𝑥𝑦 khả vi tại 1,0 . Sử dụng kết quả này để tính gần đúng giá trị 𝑧 1.1,−0.1 . Ta có: 𝑧𝑥 ′ = 𝑒𝑥𝑦 + 𝑥𝑦𝑒𝑥𝑦 , 𝑧𝑦 ′ = 𝑥2 𝑒𝑥𝑦 . Các đạo hàm riêng trên liên tục trên ℝ2 nên cũng liên tục trong lân cận của điểm 1,0 . Do đó, hàm số 𝑧 = 𝑥𝑒𝑥𝑦 khả vi tại điểm 1,0 . Chọn 𝑥0,𝑦0 = 1,0 ⟹ ∆𝑥 = 𝑥 − 𝑥0 = 1.1 − 1 = 0.1 ∆𝑦 = 𝑦 − 𝑦0 = −0.1 − 0 = −0.1 So sánh với giá trị thực: 𝑓 1.1,−0.1 = 1.1 ⋅ 𝑒−0.11 ≈ 0.98542         1.1, 0.1 1,0 1,0 1,0 1 1 0.1 1 0 1 .1 x y f f f x f y               
  • 10.  Ví dụ II.3: Xét sự khả vi của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥 + 𝑦 + 𝑥𝑦 tại điểm 𝑂 0,0 . Sử dụng định nghĩa về hàm khả vi, ta xét: ∆𝑓 0,0 = 𝑑𝑓 0,0 + 𝜀 𝜌 . 𝜌 với 𝜌 = ∆𝑥2 + ∆𝑦2 → 0 khi ∆𝑥,∆𝑦 → 0 Ta có: Giới hạn trên không tồn tại nên lim 𝜌→0 𝜀 𝜌 ≠ 0. Vậy 𝑓 𝑥,𝑦 không khả vi tại 𝑂 0,0 .       2 2 2 2 0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 1 1 0,0 0,0 lim lim lim cos sin lim lim cos sin x x y y x r y x y x y x y f df x y x y x y r x y r                                                 
  • 11. II.1. Vi phân cấp 1  Vi phân của hàm hợp  Cho với 𝑥, 𝑦 là các biến độc lập. Khi đó, ta có:  Vi phân cấp 1 có tính bất biến về dạng.       , , , f f u v u u x y v v x y         f u f v f u f v df dx dy u x v x u y v y f u u f v v dx dy dx dy u x y v x f y f dx f d x dv v y f du y u                                                                             f f df du dv u v       
  • 12.  Ví dụ II.4: Tìm 𝑑𝑓 của hàm hợp 𝑓 = 𝑓 𝑢,𝑣 = 𝑒𝑢𝑣 với 𝑢 𝑥,𝑦 = 𝑥𝑦2 ;𝑣 𝑥, 𝑦 = 2𝑥 + 3𝑦. Ta có: Với: u v df f du f dv             2 2 2 ; 2 3 2 3 ; uv uv uv uv u v u v du d xy y dx xydy dv d x y dx dy f e ve f e ue                        2 2 2 2 3 2 2 3 uv uv uv uv df ve y dx xydy ue dx dy e vy u dx e vxy u dy         
  • 13. II.2. Vi phân cấp cao  Định nghĩa  Cho hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥,𝑦 xác định trên 𝐷 ⊂ ℝ2 . Vi phân toàn phần (nếu có) cũng là hàm của 2 biến 𝑥, 𝑦: 𝑑𝑓 = 𝑓𝑥 ′ 𝑥,𝑦 𝑑𝑥 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥,𝑦 𝑑𝑦  Vi phân toàn phần của 𝑑𝑓 (nếu tồn tại) được gọi là vi phân toàn phần cấp 2 (gọi tắt là vi phân cấp 2) của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 và được ký hiệu là 𝑑2 𝑓. 𝑑2 𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑥 ′ 𝑑𝑥 + 𝑓𝑦 ′ 𝑑𝑦 = 𝑓𝑥𝑥 ′′ 𝑑𝑥2 + 2𝑓𝑥𝑦 ′′ 𝑑𝑥𝑑𝑦 + 𝑓𝑦𝑦 ′′ 𝑑𝑦2  Tổng quát, ta có định nghĩa của vi phân cấp 𝑛 của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 : 𝑑𝑛 𝑓 = 𝑑 𝑑𝑛−1 𝑓  Một cách hình thức, ta có công thức tính vi phân cấp 𝑛 (sử dụng nhị thức Newton): n n d f dx dy f x y            
  • 14. II.2. Vi phân cấp cao  Vi phân cấp cao của hàm hợp  Cho Khi đó: 𝑑2 𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢 ′ 𝑑𝑢 + 𝑓𝑣 ′ 𝑑𝑣 = 𝑑 𝑓𝑢 ′ 𝑑𝑢 + 𝑑 𝑓𝑣 ′ 𝑑𝑣 . Chú ý, 𝑢, 𝑣 là các hàm của 2 biến 𝑥, 𝑦 nên 𝑑𝑢,𝑑𝑣 không phải là hằng số. Do đó: 𝑑2 𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢 ′ .𝑑𝑢 + 𝑓𝑢 ′ .𝑑 𝑑𝑢 + 𝑑 𝑓𝑣 ′ .𝑑𝑣 + 𝑓𝑣 ′ .𝑑 𝑑𝑣 Ở đây, 𝑓𝑢 ′ ,𝑓𝑣 ′ là những hàm hợp 2 biến. Suy ra:  Vi phân cấp 2 không còn tính bất biến về dạng.       , , . , f f u v u u x y v v x y                         2 2 ; ; u u u v v v u v u v d f f du f dv d f f du f dv d du d u d dv d v                
  • 15.  Ví dụ II.5: Tìm các đạo hàm riêng cấp 2 và vi phân cấp 2 của hàm 𝑧 = ln 𝑥2 + 𝑦 Ta có:           2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 ; 1 2 2 2 ; y x z x z z z x x y x y x y y x y x y z x z x x x y x x y y x y x y x y x y                                                             2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 1 z z z d z dx dxdy dy x x y y y x x dx dxdy dy x y x y x y                  
  • 16.  Ví dụ II.6: Tìm 𝑑2 𝑓 của hàm 𝑓 𝑢, 𝑣 = 2𝑢 + 𝑣2 với 𝑢 𝑥, 𝑦 = 𝑥𝑦 + 2𝑥;𝑣 𝑥, 𝑦 = 𝑥2 + 𝑦2 . Ta có: 𝑑2 𝑓 = 𝑑 𝑑𝑓 = 𝑑 𝑓𝑢 ′ 𝑑𝑢 + 𝑓𝑣 ′ 𝑑𝑣 Trong đó:     2 2 2 2 2 u v du y dx x dv x dy dx yd f f f d y v                                  2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 d f d y dx xdy v xdx ydy d y dx xdy d v xdx ydy d y dx d xdy xdx ydy dv vd xdx ydy                                                 2 2 2 2 2 2 ; 2 2 2 2 2 2 ; 2 2 d y dx dxd y dxdy d xdy dxdy d xdx ydy d xdx d ydy dx dy dv d x y xdx ydy                         2 2 2 2 2 2 2 12 4 8 16 4 12 d f x y dx xy dxdy x y dy       
  • 17. III. Đạo hàm theo hướng và Gradient
  • 18. III.1. Đạo hàm theo hướng  Đặt vấn đề  Nếu tiếp tuyến (trong hình vẽ) nằm trên mặt phẳng không song song với bất kỳ trục tọa độ nào thì độ dốc của nó tại 𝑥0,𝑦0 biểu thị điều gì?
  • 19. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định nghĩa  Xét hàm số 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 xác định 𝐷𝑓 ⊂ ℝ2 . Qua điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 ∈ 𝐷𝑓, cho đường thẳng định hướng ℒ với vectơ đơn vị 𝑢 𝑎, 𝑏 .  Nếu ℎ → 0 và tồn tại hữu hạn giới hạn thì giới hạn này được gọi là đạo hàm theo hướng 𝑢 𝑎, 𝑏 tại điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦 .  Ký hiệu:       0 0 0 0 lim lim h h f M f M f M h h            0 0 0 , , u u f M f M D f M u   
  • 20. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định nghĩa  Nếu 𝑢 ∥ Ԧ 𝑖 thì:  Tuy nhiên, nếu không tồn tại đạo hàm riêng theo 𝑥 tại 𝑀0 thì vẫn có thể có đạo hàm theo hướng tại 𝑀0. (vì theo định nghĩa, đạo hàm theo hướng chỉ là giới hạn một phía) 0 h M M          0 0 0 0 0 0 0 , , lim h f x h y f x y f f M M u h x          ⟹ Đạo hàm theo hướng của Ԧ 𝒊 1,0 tại 𝑀0 là đạo hàm riêng theo 𝑥 tại 𝑀0, nếu đạo hàm riêng theo 𝑥 tại 𝑀0 tồn tại.
  • 21. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định nghĩa  Nếu 𝑢 ∥ Ԧ 𝑗 thì:  Tuy nhiên, nếu không tồn tại đạo hàm riêng theo 𝑦 tại 𝑀0 thì vẫn có thể có đạo hàm theo hướng tại 𝑀0. (vì theo định nghĩa, đạo hàm theo hướng chỉ là giới hạn một phía)         0 0 0 0 0 0 0 , , lim h f x y h f x y f f M M u h y          ⟹ Đạo hàm theo hướng của Ԧ 𝒋 0,1 tại 𝑀0 là đạo hàm riêng theo 𝑦 tại 𝑀0, nếu đạo hàm riêng theo 𝑦 tại 𝑀0 tồn tại. 0 h M M 
  • 22. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định lý  Theo định nghĩa, ta có:  Lập hàm trong đó Giả sử tồn tại 𝑓𝑥 ′ , 𝑓𝑦 ′ . Khi đó, ta có:           0 0 0 0 0 0 0 0 lim cos , cos , lim h h f M f M f M u h f x h y h f x y h             0 0 cos , cos . x x h y y h           , g h f x y  h x h y h g f x f y                , cos , cos x y g h f x y f x y               0 0 0 0 0 , cos , cos x y g f x y f x y        Khi ℎ = 0: 𝟏
  • 23. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định lý  Lập hàm trong đó Giả sử tồn tại 𝑓𝑥 ′ , 𝑓𝑦 ′ . Khi đó, ta có: 0 0 cos , cos . x x h y y h           , g h f x y  h x h y h g f x f y                , cos , cos x y g h f x y f x y               0 0 0 0 0 , cos , cos x y g f x y f x y        Khi ℎ = 0: Mà           0 0 0 0 0 0 0 0 lim cos , cos , lim h h g h g g h f x h y h f x y h                        0 0 0 0 0 0 1 , 2 & 3 , , cos , cos f f f x y x y x y u x y            𝟐 𝟑
  • 24. III.1. Đạo hàm theo hướng  Định lý  Nếu hàm 𝑓 𝑥,𝑦 tồn tại các đạo hàm riêng 𝑓𝑥 ′ , 𝑓𝑦 ′ tại điểm 𝑀0 𝑥0,𝑦0 thì đạo hàm theo hướng 𝑢 = cos 𝛼 ,cos 𝛽 tại 𝑀0 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 được tính bởi công thức:       0 0 0 cos cos f f f M M M u x y          
  • 25. III.1. Đạo hàm theo hướng  Ý nghĩa hình học 𝑀0 𝑀 𝑀′ 𝑀0 ′ 𝑪 𝑻 𝑥 𝑦 𝑧 𝑶 𝒖 𝛼 𝑥0 𝑥0 + ∆𝑥 𝑦0 + ∆𝑦 𝑦0 ℎ = 𝑀0𝑀   0 f M u    Độ dốc của đường cong 𝐶 tại điểm 𝑀0 ′ theo hướng 𝑀0𝑀 Mặt cong 𝑧 = 𝑓 𝑥, 𝑦
  • 26. III.1. Đạo hàm theo hướng  Chú ý  Nếu hàm số 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì nó có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm này.  Tuy nhiên, nếu hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm 𝑥0,𝑦0 thì không có gì đảm bảo là hàm 𝑓 𝑥,𝑦 khả vi tại điểm 𝑥0,𝑦0 .  Ví dụ: Hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥 + 𝑦 + 𝑥𝑦 có đạo hàm theo mọi hướng tại điểm 𝑂 0,0 nhưng không khả vi tại điểm này (sinh viên tự chứng minh).
  • 27. III.2. Gradient  Định nghĩa  Cho hàm 𝑓 𝑥,𝑦 và giả sử rằng các đạo hàm riêng 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 ,𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 đều tồn tại. Khi đó gradient của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 là một vectơ được định nghĩa như dưới đây: 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 Ԧ 𝒊 + 𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0 Ԧ 𝒋 hoặc 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 𝑓𝑥 ′ 𝑥0,𝑦0 ;𝑓𝑦 ′ 𝑥0,𝑦0  Ký hiệu: 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0.𝑦0 , 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 hoặc 𝛻𝑓 𝑥0,𝑦0 .
  • 28. III.2. Gradient  Tính chất  Đạo hàm theo hướng 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 tại điểm 𝑥0,𝑦0 của hàm 𝑓 𝑥,𝑦 chính là tích vô hướng của 2 vectơ: 𝑢 và 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 . Ở đây, 𝜑 là góc tạo bởi 2 vectơ 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 và 𝑢.  Nếu 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 = 0 thì 𝑓𝑢 ′ 𝑥0,𝑦0 = 0 với bất kỳ vectơ 𝑢 nào.  Nếu 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 ≠ 0 thì max 𝑓𝑢 ′ 𝑥0,𝑦0 = 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 khi 𝜑 = 0.           0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 , , , cos , cos , cos f x y grad f x y u grad f x y u f f x y x y x y                min 𝑓𝑢 ′ 𝑥0,𝑦0 = − 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑓 𝑥0,𝑦0 khi 𝜑 = 𝜋.
  • 29. III.2. Gradient  Ý nghĩa hình học Mặt cong 𝑓 𝑥, 𝑦
  • 30.  Ví dụ III.1: Tính đạo hàm của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥2 + 𝑦2 𝑥 tại điểm 𝑀 1,2 theo hướng của vectơ 𝑀𝑁 với 𝑁 3,0 . Gọi 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 là vectơ đơn vị của 𝑀𝑁 2,−2 . Khi đó, ta có: Ta lại có:     2 2 2 2 2 1 2 1 cos ; cos 2 2 2 2 2 2                 2 2 2 1,2 2 1 2 6 2 1,2 2 1 2 4 x x y y f x y f f xy f                    1 1 2 1,2 6 4 2 2 2 2 f u         
  • 31.  Ví dụ III.2: Tính đạo hàm của hàm 𝑓 𝑥, 𝑦 = 𝑥3 − 3𝑥𝑦 + 4𝑦2 tại điểm 𝑄 1, −1 theo hướng hợp với chiều dương của 𝑂𝑥 một góc 𝜑 = Τ 𝜋 6. Gọi 𝑢 = cos 𝛼 , cos𝛽 là vectơ đơn vị của vectơ đi qua điểm 𝑄 1, −1 và hợp với 𝑂𝑥 + một góc 𝜑 = Τ 𝜋 6. Khi đó: Mặt khác: 3 cos cos 3 1 6 2 ; 2 2 1 cos sin 6 2 u                              2 1, 1 6 3 3 1, 1 11 3 8 x x y y f f x y f f x y                            3 1 6 3 11 1, 1 6 11 2 2 2 f u          