5.举例说明:函数的轮换对称性
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2024-12-28
函数u=√(x^2+y^2+z^2)展示了函数的轮换对称性,具体表现在对x、y、z的偏导数上。在函数中,不论交换任意两个自变量的位置,函数u保持不变。以x的偏导数为例,u对x的偏导数为x/√(x^2+y^2+z^2)。根据函数的对称性,y的偏导数和z的偏导数分别为y/√(x^2+y^2+z^2)和z/√(x^2+y^
函数u=√(x^2+y^2+z^2)展示了函数的轮换对称性,具体表现在对x、y、z的偏导数上。在函数中,不论交换任意两个自变量的位置,函数u保持不变。
以x的偏导数为例,u对x的偏导数为x/√(x^2+y^2+z^2)。根据函数的对称性,y的偏导数和z的偏导数分别为y/√(x^2+y^2+z^2)和z/√(x^2+y^2+z^2)。由此,我们无需繁琐地求解,只需将x替换为y(或z)即可获得y(或z)的偏导数。
以x替换为y,u对y的偏导数变为y/√(x^2+y^2+z^2);以y替换为z,u对z的偏导数变为z/√(x^2+y^2+z^2)。这样,我们利用函数的轮换对称性,轻松求得了x、y、z的偏导数,大大简化了计算过程。
这个例子展示了函数轮换对称性在简化求解过程中的强大作用。在面对复杂的函数关系时,通过识别和利用函数的对称性,我们可以更加高效、准确地解决问题。
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