图书序言
多变数函数,及它们的偏导数
8.5 偏导数
你应该还记得,函数f(x)的导数就代表y = f(x)图形的切线(如图8.12所示)。
现在我们要把这项观念,推广到具有两个变数的函数f(x, y)。 怎么办呢?让我们假设,你现在正站在圣母峰的山腰上,身上是昂贵得出奇的登山装跟装备,有着闪亮耀眼的时髦花样。当时你在专柜店试穿这套服装时,觉得自己酷得不得了,然而现在,你感觉不到酷,而是寒冷彻骨,因为冰冷的寒风从外套的下缘缝中钻了进来,原来是你忘了把其中一条高科技束带扎紧。
你被绑在一根绳索的一端,绳索悬挂在你头顶上方那个卡在岩缝里的带环钢钉上,而绳索的另一端,则掌握在芬兰籍队长的手中。他这时正拚命向你打手势,并且用你压根儿听不懂的芬兰话向你勐喊;似乎从这次探险一开始,你对他的唯一印象,就是见他拚命向你打手势,并且用你听不懂的芬兰话向你勐喊。这时候风愈刮愈大,气温也似乎在疾速下降,你不由得再一次自问,明明可以无忧无虑的躺在游泳池面上,啜饮着热带果汁,干嘛要发神经参加什么高山探险队?
你猜测,也许这位芬兰队长看时候不早,应该转回基地营区,喝杯热可可加上软棉糖,以御寒气,所以你自以为是的向东跨出一小步。哪里知道你这一脚踩了个空,因为在你所踏出的方向,根本没有落脚处:下一个落脚处是在负z方向的200英尺外!幸好你头顶上的钢钉没有松脱,你才没摔下去,结果整个人悬在半空中。这时你的芬兰队长喊声更急促响亮,同时死命的拽住绳索,额头上的青筋都冒了出来。 当然,刚才这幕惊险镜头之所以发生,问题出在山峰的东侧坡度太陡。你定了定神,然后拿出吃奶的力气,好不容易才收回了你那只差一点造成千古恨的脚。惊魂甫定,仔细向下看清楚之后,你这才发现芬兰队长的手势,原来是在叫你向正北方移动前进,因为那一侧的坡度没那么大,一步跨出去,只不过向负z轴方向踏出2英尺而已。
这让你思想起大学时代修过的多变数微积分。你记起了,当你在三维空间曲面上的一点,就跟你现在站在山腰上的情形一样,你周围有不只一个斜率。事实上,不管你面朝任何一个方向,都可能有一个不同的斜率,也就是在该方向上的切线的斜率。 假设这座山的表面,可由函数z = f(x, y)的图形来表示,其中的正x轴指向正东方,而正y轴指向正北方(如图8.13)。
─摘自《微积分之倚天宝剑》第8章