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微分14の解説(3元2階偏導関数)

 

[math]w=\log _{e}\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)[/math] に対して、

 

 

[math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial x^{2}}+\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial y^{2}}+\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial z^{2}}[/math] の次の計算をします。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[math]\dfrac {\partial w}{\partial x}=\dfrac {2x}{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) }[/math]

 

 

[math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial x^{2}}=\dfrac {2\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) -2x\cdot 2x}{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) ^{2}}=\dfrac {2\left( -x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) }{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) ^{2}}[/math]

 

 

 

同様に [math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial y^{2}},\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial z^{2}}[/math] を計算すると

 

 

 

[math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial y^{2}}=\dfrac {2\left( x^{2}-y^{2}+z^{2}\right) }{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) ^{2}}[/math] 

 

 

 

[math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial z^{2}}=\dfrac {2\left( x^{2}+y^{2}-z^{2}\right) }{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) ^{2}}[/math]

 

 

 

[math]\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial x^{2}}+\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial y^{2}}+\dfrac {\partial ^{2}w}{\partial z^{2}}=\dfrac {2\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) }{\left( x^{2}+y^{2}+z^{2}\right) ^{2}}[/math]

 

 

 

[math]\dfrac {2}{x^{2}+y^{2}+z^{2}}[/math]・・・答え

 

 

 

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