函数行列式是n元函数对每个自变量求偏导数构成的n维矩阵的行列式,也被称为雅克比行列式。它是坐标变换理论下的基础内容之一,不仅在数学分析隐函数理论中发挥着重要的作用,在高等代数行列式研究中也发挥着重要的作用。
定义和例子
由到的映射(或变换)就是个元函数构成的函数组,即
表示为。设它们对每个自变量都存在偏导数,行列式
称为函数组在点的雅克比行列式,也称为函数行列式,表示为
极坐标变换
设极坐标为
函数组在点下的函数行列式为
柱面坐标变换
设柱面坐标为
函数组在点下的函数行列式为
球面坐标变换
设球面坐标为
函数组在点下的函数行列式为
函数行列式的性质
已知一元函数与的复合函数的导数是,对二元函数的复合,我们有下面类似的定理。
定理1
若函数组有连续的一阶偏导数,而也有连续的一阶偏导数,则
对应于一元函数的反函数的求导法则,对二元函数组,我们也有类似的法则。
定理2
若函数组有连续的一阶偏导数,又也有连续的一阶偏导数,则当时,有