calculus

偏微分(偏導関数)

偏微分は、多変数関数において一つの変数だけを変化させ、他を一定に保ったときに関数がどう変化するかを測る。記号は ∂f/∂x。

多変数関数 f(x,y,z,)f(x, y, z, \ldots) に対して、xx に関する偏微分

fx=limh0f(x+h,y,)f(x,y,)h,\frac{\partial f}{\partial x} = \lim_{h \to 0} \frac{f(x + h, y, \ldots) - f(x, y, \ldots)}{h},

であり、他のすべての変数を定数として扱う。記号:\partial(丸めた「d」、「ラウンドディー」と読む)は全微分と区別する。

例:f(x,y)=x2y+3yf(x, y) = x^2 y + 3y。このとき fx=2xy\frac{\partial f}{\partial x} = 2xyyy を定数として扱う)であり、fy=x2+3\frac{\partial f}{\partial y} = x^2 + 3 である。

偏微分は多変数微積分の構成要素である。勾配 f=(f/x,f/y,)\nabla f = (\partial f/\partial x, \partial f/\partial y, \ldots) は最も急な上昇方向を指し——機械学習における勾配降下法の基礎である。偏微分方程式は熱・波・流体・電磁気学・量子力学をモデル化する。