全增量怎么算

全增量的计算通常指多变量函数中所有自变量同时变化时,函数值的实际改变量。以下是详细步骤和示例:


全增量的定义与计算方法

对于函数 z=f(x,y)z = f(x, y),当自变量 xxyy 分别有增量 Δx\Delta xΔy\Delta y 时,‌全增量Δz\Delta z 定义为:

Δz=f(x+Δx,y+Δy)f(x,y)\Delta z = f(x + \Delta x, y + \Delta y) - f(x, y)

即新函数值与原函数值的差。


计算步骤

  1. 确定函数和变量的增量
    明确函数表达式 f(x,y)f(x, y),以及自变量的变化量 Δx\Delta xΔy\Delta y

  2. 计算变化后的函数值
    x+Δxx + \Delta xy+Δyy + \Delta y 代入函数,得到 f(x+Δx,y+Δy)f(x + \Delta x, y + \Delta y)

  3. 求全增量
    用变化后的函数值减去原函数值,即得全增量 Δz\Delta z


示例

假设函数 z=f(x,y)=x2+3xyz = f(x, y) = x^2 + 3xy,当 xx22 变为 2.12.1(即 Δx=0.1\Delta x = 0.1),yy11 变为 0.90.9(即 Δy=0.1\Delta y = -0.1)时,计算全增量。

步骤:

  1. 原函数值: f(2,1)=22+3×2×1=4+6=10f(2, 1) = 2^2 + 3 \times 2 \times 1 = 4 + 6 = 10
  2. 新函数值: f(2.1,0.9)=(2.1)2+3×2.1×0.9=4.41+5.67=10.08f(2.1, 0.9) = (2.1)^2 + 3 \times 2.1 \times 0.9 = 4.41 + 5.67 = 10.08
  3. 全增量: Δz=10.0810=0.08\Delta z = 10.08 - 10 = 0.08

全增量与全微分的关系

全微分 dzdz 是线性近似,忽略高阶无穷小:

dz=fxΔx+fyΔydz = f_x \Delta x + f_y \Delta y

其中 fx,fyf_x, f_y 为偏导数。对于上述示例:

fx=2x+3y=7,fy=3x=6f_x = 2x + 3y = 7, \quad f_y = 3x = 6 dz=7×0.1+6×(0.1)=0.70.6=0.1dz = 7 \times 0.1 + 6 \times (-0.1) = 0.7 - 0.6 = 0.1

实际全增量 Δz=0.08\Delta z = 0.08,近似值 dz=0.1dz = 0.1,两者差异来自高阶小量。


注意事项

  • 全增量是精确值,直接通过函数值计算。
  • 全微分是线性近似,适用于微小变化(Δx,Δy\Delta x, \Delta y 很小时更准确)。

根据具体问题,选择直接计算全增量或使用微分近似。

提示:本内容不能代替面诊,如有不适请尽快就医。
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