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恰当微分


一个 以下形式的 微分

 df=P(x,y)dx+Q(x,y)dy
(1)

是恰当的(也称为全微分),如果 积分符号 是路径无关的。 这将成立,如果

 df=(partialf)/(partialx)dx+(partialf)/(partialy)dy,
(2)

因此 PQ 必须是 以下形式的

 P(x,y)=(partialf)/(partialx)    Q(x,y)=(partialf)/(partialy).
(3)

但是

 (partialP)/(partialy)=(partial^2f)/(partialypartialx)
(4)
 (partialQ)/(partialx)=(partial^2f)/(partialxpartialy),
(5)

所以

 (partialP)/(partialy)=(partialQ)/(partialx).
(6)

在统计热力学中尤其常见一种特殊的符号。 考虑一个恰当微分

 df=((partialf)/(partialx))_ydx+((partialf)/(partialy))_xdy.
(7)

那么符号 (partialf/partialx)_y,有时称为约束变量表示法,意思是“f 关于 x 的偏导数,其中 y 保持不变。” 稍微扩展这个符号可以得到恒等式

 ((partialy)/(partialx))_f=-(((partialf)/(partialx))_y)/(((partialf)/(partialy))_x),
(8)

其中理解为在等式左边 f(x,y)=f 被视为一个可以自身保持恒定的变量。


另请参阅

非恰当微分, 偏导数, 普法夫形式

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Thomas, G. B., Jr. 和 Finney, R. L. 微积分与解析几何,第 8 版 Reading, MA: Addison-Wesley, 1996.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

恰当微分

请引用为

Weisstein, Eric W. “恰当微分。” 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ExactDifferential.html

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