11장 – 편도 함수

11장에서는 편도함수는 배우는데 편도함수는 정말 중요한 부분이므로 반드시 개념을 잘 숙지해야 한다.

먼저 다변수 함수의 개념에 대해 구분할 수 있어야 한다.

다변수 함수는

  1. 각 변수가 독립변수로만 구성된 것
  2. 2. 변수간의 음함수(종속변수)로 표현할 수 있는 것
  3. 이렇게 두 가지로 나눌 수 있다.
  4. 만약 여러 변수가 모두 관련돼 있다면 각 변수별로 케이스를 나눠줘야 한다.
  5. 함수의 그래프 개형을 그리는 방법은 levelcurve(등고선 f=k)가 있다.
  6. 특히 3변수 함수는 3차원으로 함수값을 대응시키는 방법을 사용하여 표현할 수 있다.
  7. 이 변수 함수의 극한은 원판(모든 방향)으로 정의할 수 있으며 연속은 닫힌 구간을 포함하면 된다.
  8. 편미분의 개념은 변수 하나를 상수로 여기는 개념에서 시작한다.
  9. 또한 편미분의 개념을 확장시키면 클레로의 정리를 증명할 수 있다.
  10. 접평면의 방정식은 F=f(x,y)-z=0으로 구할 수 있다. 이는 선형 근사와 동일하다.
  11. 전미분의 개념을 보통 미분으로 연결시킬 수도 있고 편미분은 수형도로 이해하면 쉽다.
  12. 음함수의 미분은 y=f(x) 또는 z=f(x)로 보고 편미분을 통해 구할 수 있다.
  13. 여기서 x, y가 독립 변수라면 dy/dx=0으로 간주한다.
  14. 11.5절 연습 문제에서 편미분 값의 보통 미분을 구성 변수의 합성 함수 미분으로 이해하고 구할 수 있다.
  15. 이 개념이 정말 중요한데 각 상황에서의 편미분이 성립하는 경우를 구분해야 한다.
  16. ex) x,y가 독립 변수라면 서로 관계가 없고 dy/dx=0이므로 f(x)의 보통 미분은 편미분과 동일하다.
  17. 방향도 함수는 벡터인 글래디언트와 방향 벡터의 내적으로 표현하고 스칼라 값을 갖는다.
  18. 3차원 좌표로 사영을 낮춰 극한을 취하는 개념을 이해하면 유도가 쉽게 된다.
  19. 여기서 방향 벡터는 단위 벡터임에 주의하자.
  20. 방향도 함수의 정의에서 방향도 함수의 최대치를 끌어낼 수 있다.
  21. f(x,y)-z=0을 확장시켜 3변수 함수의 접평면을 구할 수 있다.
  22. 이계 편도함수 판정은 이차 다항식의 판별식을 확장시킨 개념으로 이해할 수 있다.

마지막으로 라그랑쥬곱스에 대해서 배울 건데

등고선 f(x)=k와 g(x,y)=p의 3차원 접선은 무수히 많지만 법선은 유일하며 서로 평행하다.

라는 개념으로 critical point를 선택하고 비교함으로써 최대, 최소를 찾을 수 있다.

두 평면의 교선의 최대, 최소값 개념은 직관적으로 이해하기 어려운 부분인데요.

f, g의 교선 c:f에서 점 p의 그래디언트 f, g, h는 교선 c에 수직이다.

따라서, c:r(t)인 곡선의 접선 벡터 r'(p)이 법선인 평면상에 존재한다고 볼 수 있다.

3개의 벡터가 공간이므로 2개의 벡터 g, h를 기저 벡터로 하여 선형 결합하여 나머지 f로 표현할 수 있다.

그 후 편미방에서 가장 중요한 개념을 포함한 부분이므로 반드시 완벽하게 이해하고 진행하자.

11.5장의 증명문제로 심화개념을 적용할 수 있다.

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