数学
大学生・専門学校生・社会人
解決済み

偏微分の問題がわかりません。

主にf(rcosθ, rsinθ)というような抽象関数の偏微分の書き方がわかりません。fをxで偏微分すると∂f/∂x=fx*(∂x/∂r+∂x/∂θ)になるのでしょうか?でもそしたら(1)の式に左がfxで右がfyなので、この2つをどうにか他の形にしないといけないですよね。たぶんわたしの記号に対する理解が間違ってるんでしょうか?

よろしくお願いします。

5.12 げ(z,9) をC"級の実数値関数とする. 極座標変換ヶ ニーァcos9, ニーァsinのを行ったとき 7⑰cosの9, 7sinの が7 だけの関数 9(⑦) とする) になるならば, 以下が成り立つことを示せ. (1) 太り ニ んz ・ 1 (?②) ん> 韻 あん 三 の 十 > ・ (金沢大類 29) (固有番号 s292204)
偏微分 抽象関数

回答

✨ ベストアンサー ✨

計算がめっちゃ面倒くさいけれどもこんな感じと思います。

なず

回答ありがとうございます!

ざっと読んでみたんですが、これはfをf(r, θ)として扱ってるようですね。でも問題の中ではrとθの関数はgじゃないんでしょうか?

チェーンルールはこんな感じだと理解してますが、違ったんですかね。
f(x, y) → x(r, θ), y(r, θ)
つまり解くと哲治さんの回答の(2)のようになるって思うんですが…。(1)は変数の順序を逆にしてるようですよね。記号も∂f/∂xだったりf_rだったりとちょっと違いますし。一体どういう違いなんですか?

哲治

要はθの偏微分がゼロなんで、チェーンルールの後半がゼロになるだけですね。それがg(r)の意味です。

哲治

frとXrはややこしいけれども違いますので、僕の説明のようになります。

哲治

だから一番と二番で違うんですよね。ややこしいですけれども。

なず

∂g/∂θ=0はわかるんですけど、なんかそれ以外はわからないんですよね

哲治

理論的なお話はほぼ皆無でただひたすらにチェーンルールでゴリゴリに記号の計算するだけなんですよね。
最初は見た目がごついのでびびってしまいますけれども、ひとつずつやればわかりますよ。

哲治

サイエンス社の黄色本の関連ページを貼っておきました。
質問の二番の式は有名な式なんでまんま載ってました。
どこの問題集にも載ってる位に有名です。確かマセマシリーズの微分方程式が偏微分方程式のシリーズにも似たようなのが載ってたと思います。

哲治

話は変わりますけれども、最近はとても難しい問題を勉強されていますね。お手伝いしたいけれども僕もほとんどわからない。(;゚ロ゚)
でもこういう偏微分の抽象的な記号計算なんかは大好物なんですよね。数学科なんで。笑
桜井先生の問題集よりもずっと難しい問題ばかりですよね。
なずさんの学力が短期間に急上昇されて尊敬してます。
僕なんかまだまだマセマシリーズを卒業できそうにもありません。(;゚ロ゚)

なず

いえいえ、わたしちょうどよく連続で頭抱えさせられる問題に当たったんですよ。
今はもうあと十日くらいで試験です。
前習ってた部分の復習してますが割と忘れてるところがあってあたふたしてます。
でもこの問題はなんか自分のやった問題集のやつとちょっと違ってて記号がどういう意味なのかわからなくなります。
2番の式が乗ってるというのはP173の(合成関数の導関数2)のところですか?これみたいな問題は自分の本にもあると思いますが、やはりこの問題とちょっと違う感じがします。そこだけわかればチェーンルール自体は複雑じゃないんですよね。

哲治

他の問題集から。

哲治

演習問題の回答です。
僕はまだまだこのレベルを解けないことが多いのですけれども。

哲治

偏微分なんかは頻出だと思うし、チェーンルールと全微分と合わせて押さえたいですよね。

哲治

もし必要なら僕の持ってる本のどこら辺とか言ってもらったら参考文献としてアップしますので遠慮なく言ってくださいね。

なず

はい、もうしばらくはやってられるくらいの量ですね笑。ありがとうございます。

なず

今書いてみました。f=gの式から両辺偏微分して導けるみたいだからそう書いてみたんですけど記号が自然な感じてがしててスムーズでした。

哲治

返信遅れてすいません。さすがですね。
最後の追い込み頑張ってください。

この回答にコメントする
疑問は解決しましたか?

この質問を見ている人は
こちらの質問も見ています😉