calculus

偏导数

偏导数衡量多变量函数在仅改变一个变量、其余变量保持不变时的变化情形。记号为 ∂f/∂x。

对于多变量函数 f(x,y,z,…)f(x, y, z, \ldots),对 xx 的偏导数为

∂f∂x=lim⁡h→0f(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},

此时把其余所有变量都视为常数。记号:∂\partial(圆体的“d”,读作“del”)用来和全导数区别。

例:f(x,y)=x2y+3yf(x, y) = x^2 y + 3y。则 ∂f∂x=2xy\frac{\partial f}{\partial x} = 2xy(把 yy 视为常数),而 ∂f∂y=x2+3\frac{\partial f}{\partial y} = x^2 + 3。

偏导数是多变量微积分的基本构件。梯度 ∇f=(∂f/∂x,∂f/∂y,…)\nabla f = (\partial f/\partial x, \partial f/\partial y, \ldots) 指向最陡峭的上升方向——是机器学习中梯度下降法的基础。偏微分方程用来建立热、波、流体、电磁学与量子力学的模型。

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