雅可比行列式

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雅可比行列式通常称为雅可比式(Jacobian)

它是以n个n元函数的偏导数为元素的行列济长祖该等道胡某式 。

事实上,在函数都连续可微(即偏导数都连续)的前提之下,它就是函数组的微换两机血什般距分形式下的系回海数矩阵(即雅可比矩阵)的来自行列式。 若因变量对自变量连续可微,而自变量对新变量连续可微,则因变量也对新变量连续可微。这可用行列式的乘法法则和偏导数的连锁法则直接验证。也类360百科似于导数的连锁法则。偏导数的连锁法则也有类似的公式;这常用于重积分的计算中。

如果在一个连通区域内雅可比行列式处处不为零,它就处处为洲月并内位刻鸡李垂正或者处处为负。如果雅可比行列式恒等于零,则函数组是函数相关的,其中至少有一个函数是其余函数的一个连续可微的函数。

  • 中文名 雅可比行列式
  • 外文名 Jacobian
  • 别称 雅可比式
  • 提出者 雅可比
  • 应用学科 高等数学

正文

  通常称为雅可比式(Jacobian)。它是以nn元函数

  ui=ui(x1,x2,……,xn) (i=1,2,……n) (1)

  的偏导数为元素的行列式

  常记为

  事实上,在(1)中函数都连续可微(即偏导数都连续)的前提之下,J就是函数组(1)的微分形式

雅可比行列式

  的系数矩阵(即雅可比矩阵)的行列式。

验证方式

  若因变量u1,u2,…,un对自变量x1,x2,…,xn连续可微,而自变量x1,x2,…,xn对新变量r1,r2,…,rn连续可微,则因变量(u来自1,u2,…,un)也对新变量360百科(r1,r2,…,rn)连续可微,并且

雅可比行列式

  这可用行列式的乘法叶兰法则和偏导数的连锁法则直接验证。而公式(3)也类似于导数的连锁法则。偏导数的连锁法则也有类似的公式;例如,当(uv)对(xyz)连续可微,而(xyz)对(r,s)连续可微时,便有

  如果(3)中的r能回到u,,则

  (3)

  给出 。

  这时必须有

  (4)

  于是以此为系数行列式的联立线性方程组 (2)中能够把(dx1,dx2,…,dxn)解出附精道进来,作为(du1,du2,…,dun)的函数。而根据下业但第隐函数存在定理,在(完怕着u1,u2,…,un)对(x1,x2,…,xn)连续可微切原进阿红根的前提下,只须条件(4)便足以保证(x1,x2,…,xn践测迅白洋兵每跑)也对(u1,u2,…,un)连续可微,因而(4)必然成立。这样,连续可微函数组(1)便在雅可比行列式不等于零的条件(大境补坚毛敌状由深社4)之下,在每一对相应点u=(u1,u2,…,un)与x =(x1,x2,…,xn)的邻近范围内建立起点与点之间的一个一对一的对应关系。

  在n=2的情形,以Δx1,Δx2为邻边居继空请的矩形(ΔR)对应到(u1,u2)平思后管科责事银脱发效标面上的一个曲边四边形(ΔS),其面积ΔS关于Δx1,Δx2的线性主频密重草重气六要部分,即面积微分是

 轮刚例侵部棉微紧 这常用于重积分的计算中。

  如果在一个连通区域内雅可比行列式处处不为零,它就处处为正或者处处为并顶劳负(其正负号标志着u-应全建振号液鱼哪选友语坐标系的旋转定向是否与x-坐标系的一致)。如果雅可比行列式恒等于零,则函数组(u1,u2,…,un)是函数相关的,其中至少有一个函数是其余函数的一个连续可微的函数。

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