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偏导的物理意义是什么(偏导数和导数的区别!)

时间: 2023-04-09 20:58:19

偏导的物理意义是什么

实际意义是试探假如有个立方体,如果这三个变量都同时变化,就很难找出内部的变化规律。如果分别固定两个,让一个变化,找出这个变化的规律,然后再继续采用这种方法。这样就比容许三个变量同时变化容易多了,这种方法就求偏导数。

偏导数和导数的区别!

导数和偏导没有本质区别,都是当自变量的变化量趋于0时,函数值的变化量与自变量变化量比值的极限(有过极限存在的话)。
一元函数,一个y对应一个x,导数只有一个。
二元函数,一个z对应一个x和一个y,那就有两个导数了,一个是z对x的导数,一个是z对y的导数,称之为偏导。
求偏导时要注意,对一个变量求导,则视另一个变量为常数,只对改变量求导,从而将偏导的求解转化成了一元函数的求导了。

偏导数有什么用

解答:
笼统来说,导数具有什么作用,偏导数就具有什么作用。
偏导数的功用比导数还要有更多的应用价值。
下面略微详细地解说一下。
一、导数的概念:
在英国,导数喜欢用 differentiation;
在美国,导数喜欢用 derivative。意义上没有差别。
求导:都是 differentiate;
可导、可微: 都是 differentiable;
可导性、可微性:都是 differentiability 。
导数 dy/dx,在几何图形上,是斜率的意思。是 y 随着 x的变化而变化的“比率”;
导数 dy/dt,在运动学上,是速度的意思,是 y随着时间 t 的变化而变化的“比率”;
导数 dx/dt,在运动学上,是速度的意思,是 x随着时间 t 的变化而变化的“比率”。
dy/dx,读成 d y over dx;dy/dt,读成 d y over d t (d x d y d t 都按字母读)
国内的普遍嗜好是,将 dy/dx 写成 y‘,读成 y prime。
上面是按符号读音,出题时,不是 find the dy/dx,就是 differentiate with respect to x
= 对 x 求导,缩写是 differentiate y w.r.t. x. = 求 y 对 x的导数。
在中文中,导数有两个含混不清的意思:
1、函数的导函数,这是一个新的函数;
2、函数在某点的斜率的值,或导函数在某点的具体值,是一个具体的数字。
二、偏导数的概念:
前面讲的是一元函数的求导,导数就是函数随着自变量的变化而变化的“变化率”。
dy/dx 是rate of change of y with respect to x;
dy/dt 是rate of change of y with respect to t。
通常,我们习惯于将 Rate of change = Related rate of change = 相关变化率
用于对时间 t 求导。
当一个函数有两个或两个以上的各自独立的自变量时,如 u = f(x, y, z),
x, y, z 各自的变化都会引起 u 的变化。
∂u/∂x:表示由于 x 的单独变化所引起的 u 变化率(rate of change);
在空间几何上,表示 u 沿着 x 方向的导数,也就是斜率;
也就是在平行于 y-z 的所有平面上看函数 u(x,y,z) 随着x变化的规律。
在意义上等同于 dy/dx;
由于有几个自变量,为了与一元函数做出区别,把 dy/dx 写成了 ∂u/∂x;
∂u/∂x 读成 partial u over partial x,整体意义是 partial differentiation w.r.t. x。
对 x 求偏导时,将 y、z 当作常数。
可以理解成局部变化率,部分变化率,也就是只随着一个变量的变化率。
∂u/∂y、∂u/∂z:类推。
三、全导数的概念:
沿着空间任意一个方向(l 方向)的导数,称为全导数 = total differentiation。
它是在 l 方向上由 x、y、z 一起变化,整体(over all)引起 z 的变化:
dz = (∂u/∂x) dx + (∂u/∂y) dy + (∂u/∂z) dz 这就是全微分的标准形式。
四、偏导数的应用:
偏导数的应用及其广泛,有了上面的共同语言, 下面以理想气体状态方程
(State equation of ideal gas)为例说明偏导数的运用。
PV = nRT
P:压强;V:体积;T:绝对温度;这三个都是状态量(State Property)。
n:No of moles = 摩尔数;R :Gas constant = 气体常数。
∂V/∂P : 体积随着压强的变化率;
(1/V)∂V/∂P:> 0 时,是 Expansivity = 体积膨胀率;
< 0 时,是 Comprssibility = 体积的压缩率。
∂T/∂P:Joule-Thomson coefficient = 焦耳-汤姆孙温压系数
= 压强增加引起升温的比率、变化率。
∂H/∂T:Heat capacity at constant pressure = 等压热容量;
H = Enthalpy = 焓。
∂U/∂T:Heat capacity at constant Volume = 等容热容量;
U = Internal Energy = 内能。
不知道,楼主有没有被搞迷糊了?
总而言之:
偏导数是用来计算局部原因变化所引起的函数的变化率;
∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的绝对变化率;
(1/u)∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的相对变化率。
∂u/∂y是由 y 的单独变化,引起的 u 的绝对变化率;
(1/u)∂u/∂y 是由 y 的单独变化,引起的 u 的相对变化率。
针对具体的物理过程、化学工程,有具体的名称。
∂u/∂x 是由 x 的单独变化,引起的 u 的变化率;

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