第一编 微分学第4章 多元函数的微分一、引入:如果姑妈请你吃饭如果姑妈请你吃饭,但在一大桌子菜中,你只对以下四样感兴趣,且每样每吃一口,效用不断递减.如下表所示:
顺序
效用
菜名
第一口
第二口
第三口
第四口
第五口
第六口
第七口
第八口
第九口
第十口
龙虾
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
牛排
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
煎蛋
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
泡菜
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
假如你不知“礼义廉耻”,只求自己效用最大,应当怎么吃呢?
若你的胃口很大,能够“一扫而光”,可得总效用160.但是如果你不吃效用为负的那三口,总效用便会增加到164.
若你的胃口不好,又能吃十口.如果全吃最喜欢的龙虾,吃十口的总效用是55.但是,如果你按照每口的效用大小排序依次吃十口,则龙虾只四口,牛排吃三口,煎蛋吃两口,泡菜吃一口.当每样菜的效用都等于7时,总效用将最大,达到80.
这个结论来自多元函数微分学的拉格朗日乘数法.犹如一顿饭吃得如何往往取决于多样菜及其吃法一样,经济变量往往取决于多种因素,属于多元函数.要研究这种多元函数的变化规律及最优问题,就得学习多元函数微分学.
二、本章内容结构
三、学习方法本章的知识体系及结构与一元函数相似,因此,要善于将第2,3章一元函数的相关知识推广到二元函数并做比较.
多元函数微分学与一元函数微分学在本质上是一致的,其基本概念、定理、公式与一元函数微分学更是相似,只不过情况较复杂些.因此,在学习本章之前要认真复习第2章、第3章中的相关内容(导数、微分、函数极值等),为学好本章内容做好必要的准备.
本章重点是偏导数、二元函数的条件极值,也是本章的难点.学好偏导数是掌握求二元函数条件极值的基础.因此,要认真复习第2章中有关导数的知识,熟练掌握求复合函数、隐函数偏导数的方法.拉格朗日乘数法是求解条件极值问题有效的方法之一,应熟记并多加练习.
四、教学要求
1.理解二元函数的概念.
2.熟练掌握求偏导数和全微分的方法,会求复合函数和隐函数的偏导数.
3.会用拉格朗日乘数法求解较简单条件极值的应用问题.
五、讲授内容第一单元 二元函数及其偏导数第一节 二元函数的概念第二节 偏导数与全微分第二单元 复合函数与隐函数微分法第一、二节 复合函数与隐函数求导法第三单元 二元函数的极值第一节 二元函数的极值第二节 拉格朗日乘数法
顺序
效用
菜名
第一口
第二口
第三口
第四口
第五口
第六口
第七口
第八口
第九口
第十口
龙虾
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
牛排
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
煎蛋
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
泡菜
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
假如你不知“礼义廉耻”,只求自己效用最大,应当怎么吃呢?
若你的胃口很大,能够“一扫而光”,可得总效用160.但是如果你不吃效用为负的那三口,总效用便会增加到164.
若你的胃口不好,又能吃十口.如果全吃最喜欢的龙虾,吃十口的总效用是55.但是,如果你按照每口的效用大小排序依次吃十口,则龙虾只四口,牛排吃三口,煎蛋吃两口,泡菜吃一口.当每样菜的效用都等于7时,总效用将最大,达到80.
这个结论来自多元函数微分学的拉格朗日乘数法.犹如一顿饭吃得如何往往取决于多样菜及其吃法一样,经济变量往往取决于多种因素,属于多元函数.要研究这种多元函数的变化规律及最优问题,就得学习多元函数微分学.
二、本章内容结构
三、学习方法本章的知识体系及结构与一元函数相似,因此,要善于将第2,3章一元函数的相关知识推广到二元函数并做比较.
多元函数微分学与一元函数微分学在本质上是一致的,其基本概念、定理、公式与一元函数微分学更是相似,只不过情况较复杂些.因此,在学习本章之前要认真复习第2章、第3章中的相关内容(导数、微分、函数极值等),为学好本章内容做好必要的准备.
本章重点是偏导数、二元函数的条件极值,也是本章的难点.学好偏导数是掌握求二元函数条件极值的基础.因此,要认真复习第2章中有关导数的知识,熟练掌握求复合函数、隐函数偏导数的方法.拉格朗日乘数法是求解条件极值问题有效的方法之一,应熟记并多加练习.
四、教学要求
1.理解二元函数的概念.
2.熟练掌握求偏导数和全微分的方法,会求复合函数和隐函数的偏导数.
3.会用拉格朗日乘数法求解较简单条件极值的应用问题.
五、讲授内容第一单元 二元函数及其偏导数第一节 二元函数的概念第二节 偏导数与全微分第二单元 复合函数与隐函数微分法第一、二节 复合函数与隐函数求导法第三单元 二元函数的极值第一节 二元函数的极值第二节 拉格朗日乘数法