! R. f : D. (x 1 ; x 2 ; :::; x m ) 2 D f! u = f (x 1 ; x 2 ; :::; x m ) 2 R. f pridruen je jedan i samo jedan realan broj u 2 R:) (x; y) 2 D

Σχετικά έγγραφα
Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

1.4 Tangenta i normala

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

MATEMATIKA 2 š.g /2011.

18. listopada listopada / 13

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

VVR,EF Zagreb. November 24, 2009

( , 2. kolokvij)

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

9. GRANIČNA VRIJEDNOST I NEPREKIDNOST FUNKCIJE GRANIČNA VRIJEDNOST ILI LIMES FUNKCIJE

Funkcija gustoće neprekidne slučajne varijable ima dva bitna svojstva: 1. Nenegativnost: f(x) 0, x R, 2. Normiranost: f(x)dx = 1.

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

16 Lokalni ekstremi. Definicija 16.1 Neka je A R n otvoren, f : A R i c A. Ako postoji okolina U(c) od c na kojoj je f(c) minimum

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

( x) ( ) dy df dg. =, ( x) e = e, ( ) ' x. Zadatak 001 (Marinela, gimnazija) Nađite derivaciju funkcije f(x) = a + b x. ( ) ( )

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

2.7 Primjene odredenih integrala

LEKCIJE IZ MATEMATIKE 2

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Teorijske osnove informatike 1

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Uvod u diferencijalni račun

( x) ( ) ( ) ( x) ( ) ( x) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Diferencijalni račun

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

2. Ako je funkcija f(x) parna onda se Fourierov red funkcije f(x) reducira na Fourierov kosinusni red. f(x) cos

Neka je a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 = 0 algebarska jednadžba trećeg stupnja. Rješavanje ove jednadžbe sastoji se od nekoliko koraka.

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

MATEMATIKA /2012.

1 Diferencijabilnost Motivacija. Kažemo da je funkcija f : a, b R derivabilna u točki c a, b ako postoji limes f f(x) f(c) (c) = lim.

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

Uvod u teoriju brojeva

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

IZVODI ZADACI (I deo)

radni nerecenzirani materijal za predavanja

Operacije s matricama

k a k = a. Kao i u slučaju dimenzije n = 1 samo je jedan mogući limes niza u R n :

1 / 79 MATEMATIČKA ANALIZA II REDOVI

4 Funkcije. 4.1 Pojam funkcije

1. zadatak , 3 Dakle, sva kompleksna re{ewa date jedna~ine su x 1 = x 2 = 1 (dvostruko re{ewe), x 3 = 1 + i

FUNKCIJE DVIJU VARIJABLI (ZADACI)

7 Algebarske jednadžbe

Elementi spektralne teorije matrica

1 DIFERENCIJALNI RAČUN Granična vrijednost i neprekidnost funkcije Derivacija realne funkcije jedne varijable

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

VJEŽBE IZ MATEMATIKE 1

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

5. Karakteristične funkcije

Plohe u prostoru i ekstremi skalarnih funkcija više varijabli

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

2. Konvergencija nizova

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

Derivacija funkcije Materijali za nastavu iz Matematike 1

Geodetski fakultet, dr. sc. J. Beban-Brkić Predavanja iz Matematike DERIVACIJA

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

DRUGI KOLOKVIJUM IZ MATEMATIKE 9x + 6y + z = 1 4x 2y + z = 1 x + 2y + 3z = 2. je neprekidna za a =

Matematika 2. Vježbe 2017/ lipnja 2018.

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

VJEŽBE IZ MATEMATIKE 1

Funkcija (, ) ima ekstrem u tocki, ako je razlika izmedju bilo koje aplikate u okolini tocke, i aplikate, tocke, : Uvede li se zamjena: i dobije se:

4. DERIVACIJA FUNKCIJE 1 / 115

Verovatnoća i Statistika I deo Teorija verovatnoće (zadaci) Beleške dr Bobana Marinkovića

2 Elastičnost funkcije Elastičnost funkcija u ekonomiji Formula za koeficijent elastičnosti funkcije zadane algebarski

1 Promjena baze vektora

3 FUNKCIJE VIŠE VARIJABLI Homogene funkcije, homogenost Parcijalne derivacije Totalni diferencijal

8 Funkcije više promenljivih

5 Ispitivanje funkcija

KONVEKSNI SKUPOVI. Definicije: potprostor, afin skup, konveksan skup, konveksan konus. 1/5. Back FullScr

Dijagonalizacija operatora

MATEMATIKA I 1.kolokvij zadaci za vježbu I dio

Funkcije više varijabli

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Osnovni teoremi diferencijalnog računa

Integrali Materijali za nastavu iz Matematike 1

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

MJERA I INTEGRAL 2. kolokvij 30. lipnja (Knjige, bilježnice, dodatni papiri i kalkulatori nisu dozvoljeni!)

3 Funkcije. 3.1 Pojam funkcije

4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

Glava 1. Realne funkcije realne promen ive. 1.1 Elementarne funkcije

Transcript:

3.3 Funkcije više varijabli Denicija 3.1 Neka je D R m R R: Funkciju f : D! R nazivamo realnom funkcijom od m realnih varijabla. (x 1 ; x 2 ; :::; x m ) 2 D f! u = f (x 1 ; x 2 ; :::; x m ) 2 R (Svakoj ure denoj m torci (x 1 ; x 2 ; :::; x m ) 2 D pravilom f pridruen je jedan i samo jedan realan broj u 2 R:) Kao i funkciju jedne varijable, funkciju više varijabla (skalarnu funkciju) moemo zadati analiti cki, tabli cno, gra cki, parametarski, implicitno,... Dakle: Ako je D R 2 ; funkciju f : D! R nazivamo funkcijom dviju varijabli. (x; y) 2 D f! z = f(x; y) 2 R

f [D] = f z j z = f(x; y); (x; y) 2 Dg slika funkcije, x; y nezavisne varijable, z zavisna vrijabla. Funkciju obicno zadajemo u eksplicitnom obliku z = f(x; y): Budući da, u tom slucaju, nije naznacena domena, podrazumijevamo da je domena maksimalan podskup D f od R 2 za koji pravilo f "ima smisla". Skup f = f (x; y; f(x; y)) j (x; y) 2 Dg R 3 nazivamo graf funkcije f : D! R; D R 2 : Graf u prostoru predstavlja neku plohu. Primjer Zapis z = ln(x + y 2) denira funkciju f : D f! R; D f R 2 ; f(x; y) = ln(x + y 2); pri cemu je denicijsko podrucje D f odre deno nejednadbom x + y 2 > 0, tj. D f = (x; y) 2 R 2 j y > x + 2

y 2 0 2 x Neka je D R 3 : Funkciju f : D! R nazivamo funkcijom triju varijabli. (x; y; z) 2 D f! u = f(x; y; z) 2 R f [D] = f u j u = f(x; y; z); (x; y; z) 2 Dg funkcije, x; y; z u nezavisne varijable, zavisna vrijabla. slika u = f(x; y; z) eksplicitni oblik (domena D f - maksimalan podskup od R 3 za koji pravilo f ima smisla) graf funkcije f : D! R; D R 3 je f = f (x; y; z; f(x; y; z)) j (x; y; z) 2 Dg R 4 (ne moemo nacrtati)

Primjer Pravilo u = arcsin(x 2 + y 2 + z 2 funkciju 2) denira f : D f! R; D f R 3 ; (x; y; z) 7! f(x; y; z) = arcsin(x 2 + y 2 + z 2 2); pri cemu je denicijsko podrucje D f odre deno nejednadbama 1 x 2 + y 2 + z 2 2 1: Dakle, D f = (x; y; z) 2 R 3 j 1 x 2 + y 2 + z 2 3 : Graf f funkcije moguće je nacrtati (djelomicno) samo za m 2. U slucaju m = 2 crtanjem isticemo samo neke njegove vane podskupove. To su, najcešće, presjeci f odabranim ravninama u prostoru R 3. Ako su te ravnine usporedne s ravninom z = 0 (koordinatnom xy-ravninom), dobivene presjeke nazivamo razinskim krivuljama funkcije f (ili grafa f). Po tomu, svaki broj z 0 2 f [D] odre duje jednu razinsku krivulju jednadbom f(x; y) = z 0.

z z=z 0 z 0=f(x,y) x z=f(x,y) y Dakle, na svakoj razinskoj krivulji su funkcijske vrijednosti nepromijenjive. Primjer Funkcijski graf G f za funkciju f(x; y) = p x 2 + y 2 crtamo isticući njegove presjeke s koordinatnim ravninama ili ravninama usporednim s njima: ravninom x = 0 (to su zrake: z = y, z 0, x = 0; z = y, z 0, x = 0); ravninom y = 0 (to su zrake: z = x, z 0, y = 0; z = x, z 0, y = 0); ravninom z = 1 (to je razinska krivulja (krunica) x 2 + y 2 = 1, z = 1). Primijetimo da je G f stoasta ploha

z= x 2 +y 2 z z=1 x 2 +y 2 =1, z=1 x y Slicno se u slucaju f : D! R, D R 3 ; dakle f R 4, govori o razinskim plohama (ili nivoplohama) funkcije f. Pritom svaka jednadba f(x; y; z) = u 0 ; u 0 2 f [D] ; odre duje tocno jednu pripadnu razinsku plohu na kojoj su sve funkcijske vrijednosti jednake u 0. Primjer Razinske plohe za funkciju f : D! R; D = R 3 n f(x; y; z) j z = 0g ; f(x; y; z) = x2 + y 2 ; z su paraboloidi (bez "tjemena") z = u 0 x 2 + y 2 ; u 0 2 R n f0g.

z x y 3.4. Grani cna vrijednost i neprekidnost Najprije treba denirati što u R 3 (R 2 ) znaci "biti blizu", tj. što će biti "mala okolina" po volji odabrane tocke. Posluit ćemo se standardnom udaljenošću d(t; T 0 ) me du tockama, tj. za T = (x; y; z) ; T 0 = (x 0 ; y 0 ; z 0 ) 2 R 3 udaljenost d(t; T 0 ) deniramo sa d (T; T 0 ) = p (x x 0 ) 2 + (y y 0 ) 2 + (z z 0 ) 2 ; za T = (x; y) ; T 0 = (x 0 ; y 0 ) 2 R 2 sa d (T; T 0 ) = p (x x 0 ) 2 + (y y 0 ) 2 ;

koja se za T = (x); T 0 = (x 0 ) (slucaj m = 1) svodi na standardnu udaljenost u R d(t; T 0 ) = p (x x 0 ) 2 = jx x 0 j: Sve pojmove i tvrdnje dajemo u dimenziji m = 2 uz napomenu da iskazano vrijedi i za slucaj m = 3 (dakako i za m = 1): Denicija 3.2 Za bilo koju tocku T 0 2 R 2 i bilo koji broj " > 0, skup K(T 0 ; ") ft 2 R 2 j d (T 0 ; T ) < "g R 2 nazivamo ( otvorenom) kuglom polumjera " oko tocke T 0. K(T 0,ε) K(T 0,ε) K(T 0,ε) Kugle Reći ćemo da je skup U R 2 okolina tocke T 0 2 U ako postoji neki " > 0 takav da je kugla K(T 0 ; ") U.

Za skup D R 2 ćemo reći da je otvoren ako je on okolina svake svoje tocke (napomena: on tada ne sadri niti jednu tocku "ruba"). Neotvoreni skup sadri tocake kojima nije okolina (napomena: on tada sadri barem jednu tocku "ruba"). y otvoren skup neotvoren skup 0 x Reći ćemo da je tocka T 0 gomilište skupa D ako svaka okolina od T 0 sijece skup D n ft 0 g. Za skup D kaemo da je zatvoren ako sadri sva svoja gomilišta (napomena: on tada sadri i sve tocke "ruba"). Ako za tocku T 2 D postoji neka okolina koja ne sijece skup D n ft g onda kaemo da je T izolirana tocka skupa D Napokon, reći ćemo da je skup D ome den ako postoji neka kugla koja ga sadri. I granicnu vrijednost skalarne funkcije deniramo slicno onoj za realne funkcije realne varijable.

Intuitivna denicija: Kaemo da je L 0 2 R limes funkcje f u neizoliranoj tocki T 0 = (x 0 ; y 0 ) (podrucja denicije od f), i pišemo lim f(x; y) = L 0; (x;y)!(x 0 ;y 0 ) ako vrijednosti f(x; y) tee prema L 0 kad (x; y) tei prema (x 0 ; y 0 ) : Denicija 3.3 Neka su dani funkcija f : D! R, D R 2 ; i tocka T 0 koja nije izolirana tocka od D. Reći ćemo da je broj L 0 2 R granicna vrijednost funkcije f u tocki T 0 ako (8" > 0)(9 > 0)(8T 2 D n ft 0 g) d(t; T 0 ) < ) jf(t ) L 0 j < ": ( Primijetimo da se uvjet provjerava u tockama T 2 K(T 0 ; ), T 6= T 0!) U tom slucaju pišemo lim f(t ) = L 0 ili limf(t ) = L 0 : T!T 0 T0

Napomena 3.4 Kod funkcija jedne varijable smo imali te lim x!x +0 0 lim x!x +0 0 f(x) = lim f(x) = L =) lim f(x) = L; x!x0 0 x!x0 f(x) 6= lim f(x) =) lim f(x) ne postoji. x!x0 0 x!x0 Ovdje je situacija sloenija. Puteva kako ići u (x 0 ; y 0 ) ima beskonacno. No, jasno je da limes ne smije ovisiti o putanji. Napomena 3.5 Ukoliko je lim f(x; y) = L 1 i lim f(x; y) = L 2 (x;y)!(x 0 ;y 0 ) (x;y)!(x 0 ;y 0 ) c1 c2 te L 1 6= L 2 tada lim f(x; y) ne postoji. Ovo je (x;y)!(x 0 ;y 0 ) postupak kako utvrditi da limes ne postoji (to je puno lakše nego utvrditi da postoji). Primjer Ispitajte granicnu vrijednost funkcije f(x; y) = xy x 2 + y 2 u tocki (0; 0):

0.5 2 0 2 0.25 0 0.25 0.5 2 0 2 1.z = xy x 2 + y 2 Ukoliko (x; y)! (0; 0) ide po putevima koje odre duju pravci y = kx imamo x kx lim f(x; y) = lim (0;0) x!0 x 2 + k 2 x = 2 y=kx k 1 + k 2 i traeni limes ne postoji jer za razlicite k dobijamo razlicite vrijednosti. Primjer Funkcija f : R 2 n f(0; 0)g! R; f(x; y) = sin x2 + y 2 x 2 + y 2, ima u tocki (0; 0) granicnu vrijednost 1, lim (0;0) f(x; y) = 1. Ukoliko (x; y)! (0; 0) ide po putevima koje odre duju pravci y = kx imamo

lim f(x; y) = lim sin x2 +k 2 x 2 (0;0) x!0 x 2 +k 2 x 2 y=kx sin x 2 1 + k 2 = lim x!0 x 2 1 + k 2 = 1; što ne znaci da limes postoji i da je jednak 1. Zadatak se moe riješiti i prijelazom na polarne koordinate. Budući je x = cos ' i y = sin ', tada (x; y)! (0; 0) ako i samo ako! 0: Imamo lim (0;0) sin x 2 +y 2 x 2 +y 2 sin 2 = lim = 1:!0 2 Budući da dobiveni rezultat ne ovisi o '; tj. o kutu pod kojim "dolazimo" u tocku (0; 0); dakle ne ovisi o krivulji po kojoj dolazimo u tocku (0; 0); zakljucujemo da limes postoji i da je jednak 1.

2 0 2 1 0. 5 0 2 0 2 2.z = sin (x 2 +y 2 ) x 2 +y 2 Denicija 3.6 Neka je dana funkcija f : D f! R; D f R 2 : Ako je lim f(x; y) = f(x 0; y 0 ) (x;y)!(x 0 ;y 0 ) kaemo da je funkcija f neprekidna u tocki (x 0 ; y 0 ) 2 D f : Ako je f neprekidna u svakoj tocki (x; y) 2 D f kaemo da je f neprekidna funkcija.

Primjer Funkcija f(x; y) = 8 >< >: je neprekidna. Jer je lim (x;y)!(0;0) sin(x 2 +y 2 ) x 2 +y 2 ; (x; y) 6= (0; 0) 1; (x; y) = (0; 0) sin x 2 + y 2 x 2 + y 2 = 1 = f(0; 0): Napomena Limes i neprekidnost funkcija triju varijabli se slicno denira. Napomena Zbroj f + g, razlika f g, umnoak f g i kolicnik f g (kad god su denirani) neprekidnih skalarnih funkcija jesu neprekidne skalarne funkcije.

3.5. Parcijalne derivacije Promatrajmo funkciju f : D! R, D R 2 i po volji odabranu tocku T 0 = (x 0 ; y 0 ) 2 D: Neka je y0 ravnina y = y 0 i oznacimo s D y0 = y0 \ D D: Ocito je D y0 6= ; jer sadri barem tocku T 0. Suenje fj Dy0 f 1 : D y0! R smijemo smatrati funkcijom jedne varijable jer se mijenja samo koordinata x. Analogno imamo funkciju fj Dx0 f 2 : D x0! R koju moemo smatrati funkcijom varijable y z f 1 (x 0 )=f(x 0,y 0 ) z=f(x 0,y)=f 2 (y) z=f(x,y) z=f(x,y 0 )=f 1 (x) x D T=(x 0,y 0 ) D x0 y D y0

Denicija 3.7 Neka je f : D! R; D R 2 ; funkcija dviju varijabli i (x 0 ; y 0 ) 2 D: Ako postoji limes lim x!0 f(x 0 + x; y 0 ) f(x 0 ; y 0 ) x = f x (x 0 ; y 0 ) onda f x (x 0 ; y 0 ) nazivamo prva parcijalna derivacija po x funkcije f u tocki (x 0 ; y 0 ): Ako postoji limes lim y!0 f(x 0 ; y 0 + y) f(x 0 ; y 0 ) y = f y (x 0 ; y 0 ) onda f y (x 0 ; y 0 ) nazivamo prva parcijalna derivacija po y funkcije f u tocki (x 0 ; y 0 ): Ako ovi limesi postoje za sve (x; y) 2 D dobivamo dvije funkcije dviju varijabli: f x : D! R prva parcijalna derivacija od f po y i f y : D! R prva parcijalna derivacija od f po y: (x; y) 2 D f x! f x (x; y) 2 R (x; y) 2 D f y! f y (x; y) 2 R

Koristimo još i oznake: f x = @f @x = D xf f y = @f @y = D yf Napomena Ako elimo naći f x, tada u f(x; y) varijablu y treba tretirati kao konstantu i derivirati po x: Analogno, ako traimo f y : Napomena Graf z=f(x; y) funkcije je ploha. Presjecemo li tu plohu ravninom x = x 0 ili y = y 0 dobit ćemo ravninske krivulje c 1 odnosno c 2 : Geometrijska interpretacija parcijalnih derivacija f x (x 0 ; y 0 ) i f y (x 0 ; y 0 ): to su koecijenti smjera tangente na c 2 ; odnosno c 1 u tocki T 0 (x 0 ; y 0 ; z 0 =f(x 0 ; y 0 )) : Napomena Analogno se deniraju i parcijalne derivacije funkcija tri i više varijabli. Npr. za u = f(x; y; z) imamo lim x!0 f(x 0 + x; y 0 ; z 0 ) f(x 0 ; y 0 ; z 0 ) x = f x (x 0 ; y 0 ; z 0 ) Slicno, f y (x 0 ; y 0 ; z 0 ); f z (x 0 ; y 0 ; z 0 ):

Tehnika deriviranja ostaje ista: deriviramo po varijabli x; tretirajući y i z kao konstante, pa dobivamo f x (x; y; z): Ako funkcija f ima u tocki T 0 parcijalnu derivaciju po svakoj varijabli onda kaemo da je funkcija f derivabilna u tocki T 0. Ako je f derivabilna u svakoj tocki T 2 D; nazivamo ju derivabilnom funkcijom. Sjetimo se da za realne funkcije jedne varijable derivabilnost povlaci neprekidnost. Sada ćemo pokazati da za funkcije više varijabla to, općenito, ne vrijedi. Primjer Pokazali smo da je funkcija f : R 2! R zadana propisom ( xy f(x; y) = x 2 + y2, (x; y) 6= (0; 0) 0, (x; y) = (0; 0) prekidna u tocki (0; 0). Ona je, me dutim, derivabilna u tocki (0; 0). Naime

f x (0; 0) = f (0 + x; 0) f(0; 0) lim x!0 x = lim x!0 (x)0 (x) 2 +0 2 0 x = 0; a slicno se pokae da je i f y (0; 0) = 0. Denicija 3.8 Parcijalnim deriviranjem prvih parcijalnih derivacija f x (x; y) i f y (x; y) (to su opet funkcije dviju varijabli!), dobivamo parcijalne derivacije drugog reda: (f x ) x def = f xx = @2 f @x 2 = D xxf (f x ) y def = f xy = @2 f @x@y = D xyf 9 >= - druga parcijalna derivacija po x (f y ) x def = f yx = @2 f @y@x = D yxf >; - druge mješovite parcijalne derivacije (f y ) y def = f yy = @2 f @y 2 = D yyf - druga parcijalna derivacija po y Ovo su opet funkcije dviju varijabli.

Parcijalnim derivairanjem ovih funkcija dolazimo do parcijalnih derivacija trećeg reda itd. Analogno se deniraju parcijalne derivacije višeg reda funkcija od tri ili više varijabli. Teorem 3.9 (Schwartzov) Neka je funkcija f : D! R, D R 2 ; derivabilna na nekoj "-kugli K((x 0 ; y 0 ); ") D i neka f ima na toj kugli i parcijalnu derivaciju drugoga reda po x i y redom, f xy. Ako je funkcija f xy j K((x0 ;y 0 );") : K((x 0; y 0 ); ")! R neprekidna u tocki (x 0 ; y 0 ), onda postoji parcijalna derivacija drugoga reda funkcije f po y i x redom u tocki (x 0 ; y 0 ) i pritom je f xy (x 0 ; y 0 ) = f yx (x 0 ; y 0 ): Napomena Schwartzov teorem moemo poopćiti i na više derivacije (ako su neprekidne), tj. opet nije bitan poredak deriviranja.

Primjer Odredimo sve parcijalne derivacije drugoga reda i treće parcijalne derivacije po x, y i x redom, te po x, x, i y redom (ondje gdje postoje) za funkciju f : D! R; D R 2 ; f(x; y) = x 2 y + x ln y: Denicijsko podrucje D je otvorena poluravnina (x; y) 2 R 2 j y > 0 i funkcija f je derivabilna. Pritom je, u bilo kojoj tocki (x; y) 2 D, f x (x; y) = 2xy + ln y; f y (x; y) = x 2 + x y : Primijetimo da su i obje parcijalne derivacije derivabilne funkcije, tj. da je funkcija f dvaput derivabilna, i da je f xx (x; y) = 2y; f yx (x; y) = 2x + 1 y ; f xy (x; y) = 2x + 1 y ; f yy(x; y) = x y 2: Napokon, ocito je da je f i triput (zapravo, po volji mnogo puta) derivabilna i da je f xyx (x; y) = 2 = f yxx (x; y):

Primjer Promatrajmo funkciju f : R 2! R zadanu propisom 8 < xy x2 y 2 f(x; y) = x : 2 + y2, (x; y) 6= (0; 0) : 0, (x; y) = (0; 0) Funkcija f je derivabilna na R 2 n f(0; 0)g i pritom je x 2 y 2 f x (x; y) = y x 2 + y + 4x2 y 2 ; 2 (x 2 + y 2 ) 2 f y (x; y) = x x 2 y 2 4x 2 y 2 : x 2 + y 2 (x 2 + y 2 ) 2 Nadalje, obje ove parcijalne derivacije su derivabilne funkcije (na R 2 n f(0; 0)g) i vrijedi f yx (x; y) = x2 y 2 1 + 8x2 y 2 = f x 2 + y 2 (x 2 + y 2 ) 2 xy (x; y): Pogledajmo sada što je s derivabinošću u tocki (0; 0)!

Budući da je f(x; 0) = 0 za svaki x 2 R i f(0; y) = 0 za svaki y 2 R, to je f derivabilna i u (0; 0) i f x (0; 0) = 0 = f y (0; 0): Primijetimo da je f x (x; 0) = 0; f y (x; 0) = x; f x (0; y) = y; f y (0; y) = 0; pa za druge mješovite parcijalne derivacije od f u (0; 0) dobivamo: f yx (0; 0) = f x (0; 0 + 4y) f lim x (0; 0) 4y!0 4y = = lim 4y!0 4y 0 = 1; 4y f xy (0; 0) = f y (0 + 4x; 0) f y (0; 0) lim 4x!0 4x = 4x 0 = lim 4x!0 4x = 1; Dakle, funkcija f je dvaput derivabilna. Me dutim, "mješovite" druge parcijalne derivacije f yx (0; 0) i f xy (0; 0) su me dusobno razlicite! Uzrok, dakako, lei u prekidnosti funkcije f xy (x; y) u tocki (0; 0).