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多变量函数的应用是什么? 很多人都不知道:原来这么有用!

时间:2020-11-28 14:13:47

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多变量函数的应用是什么? 很多人都不知道:原来这么有用!

多变量函数是什么?

如果一个函数的输入由多个数字组成,则该函数称为多变量函数。

如果一个函数的输出由多个数字组成,它也可以称为多变量的,但这些也通常称为向量值函数。

输出多个数字

将这些功能可视化就是要考虑多维空间(如果我们不想让大脑爆炸,通常只有两到三个维度)。

如何使用多变量函数?

当我第一次学习函数的时候,也许对你们来说也是这样,我记得我总是把它们看成是输入一个数字然后输出一个数字。一个典型的例子是这样的:

如果你回想一下你第一次学习函数的时候,你可能已经学过把函数想象成一台机器,它吸入一些输入,以某种方式操纵它,然后吐出一个输出。

但实际上,函数不只是需要输入和输出数字,它们可以输入和输出任何东西。在多元微积分中,它可以是一串数字。也就是说,输入和/或输出可以由多个数字组成。

多变量函数就是输入和/或输出由多个数字组成的函数。相反,具有单数字输入和单数字输出的函数称为单变量函数。

注意:一些作者和老师用多变量这个词来表示具有多个输入的函数,而不是输出的函数。

多元微积分的美妙之处在于可视化函数,以及所有你将要学习的新的微积分,都涉及到多维空间。

举例子

流体的流动

如果要对流体的流动进行建模,一种方法是表示流体中每个粒子的速度。要做到这一点,想象一个函数,它把一个粒子的坐标作为输入,然后输出这个粒子的速度矢量。

例如,考虑这个函数:

把输入的方式(x, y) 与输出 f (x, y)结合成一个三元组(x, y, f (x, y))。图形本身由所有三维点组成(x,y,f(x,y)) 共同构成某种曲面。

f(x,y)=x^ 4 −x ^2 +y^ 2图像

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