基本数学知识
必要的数学知识
偏微分关系
- 倒易关系:$(\dfrac{\partial x}{\partial y})_z(\dfrac{\partial y}{\partial x})_z=1$
- 循环关系:$(\dfrac{\partial x}{\partial y})_z(\dfrac{\partial y}{\partial z})_x(\dfrac{\partial z}{\partial x})_y=-1$
- 复合关系1:$(\dfrac{\partial x}{\partial y})_w(\dfrac{\partial y}{\partial z})_w=(\dfrac{\partial x}{\partial z})_w$
- 复合关系2:$(\dfrac{\partial x}{\partial y})_w=(\dfrac{\partial x}{\partial y})_z+(\dfrac{\partial x}{\partial z})_y(\dfrac{\partial z}{\partial y})_w$
Proof:设$f(x,y,z)=0$,则
如果x不变,则
即
三者相乘可得循环关系:
将
中的x和y交换,即可证明倒易关系。
不难推广到n维:
$(\dfrac{\partial x_1}{\partial x_2})_{x_3}…(\dfrac{\partial x_{n-1}}{\partial x_n})_{x_1}=(-1)^n$
雅可比行列式
定义以下符号:
满足以下性质:
- 偏导数的表示:
- 交换律:
- 倒数:
- 结合律:
通过以上性质可以等价推导上述微分关系。
- 倒数性质->倒易关系
- 结合律->复合关系1
- 结合律+行列式性质->循环关系
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