全微分

偏導関数は、ある特定の変数以外の変数を一定にしたときに、特定の変数が変化したときの変化分を表すものです。これに対して、すべての変数の変化を対象としたものを全微分といいます。

2変数関数y=f(x,z)に関して考えていきます。xに関する偏微分はzを一定にしてxのみが変化したときのyの変化分を、yに関する偏微分はyを一定にしてxのみが変化したときのyの変化分を示しています。
これに対し、xとzがともに変化したときにyがどのように変化するのかを示したものを全微分といいます。

微分は(yの変化分)は(xの変化に伴うyの変化)と(zの変化に伴うyの変化)の合計であるということを示したもので、次のような式で示されます。

微分:y=f(x,z)の全微分は次のようになる。

dy,dx,dzはそれぞれyとxとzの変化分を示しています。

つまり、全微分の式は次のように解釈されます。

(dy:yの変化分)=(∂y/∂x:x1単位当たりのyの変化分)×(dx:xの変化分)+(∂y/∂z:z1単位当たりのyの変化分)×(dz:zの変化分)

(∂y/∂x:x1単位当たりのyの変化分)×(dx:xの変化分)はxの変化に伴うyの変化を、(∂y/∂z:z1単位当たりのyの変化分)×(dz:zの変化分)はzの変化に伴うzの変化を示しています。

このように、全微分とはxとzの変化に伴ってyがどのように変化するのかを示すものなのです。

今日はこの辺で。