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688 Zwölftes Kapitel: Funktionen von mehreren Veränderlichen.
In dem Beispiel ist ein besonderer Fall einer Aufgabe gelöst,
die wir jetzt allgemein in Angriff nehmen:
Gesetzt, z = f(x,y) sei eine stetige Funktion der beiden
unabhängigen Veränderlichen x und y, d. h. sie erfahre,
wenn sich x und y unendlich wenig ändern, ebenfalls eine
nur unendlich kleine Änderung. Wie drückt sich dann ihr
Differential dz durch x und y und durch die Differen
tiale dx und dy aus?
Zur Beantwortung dieser Frage wollen wir zunächst nur x
um dx ändern, während y ungeändert bleibe. Während
dieser Betrachtung isty als eine Konstante zu behandeln (vgl. S. 15),
also z = f(x, y) als eine Funktion von x allein, in der noch eine
beliebig wählbare Konstante y vorkommt, gerade so wie z. B. in
sinaa- noch die Konstante a. Diese Funktion z = f(x,y) von x sei
differenzierbar. Ihren Differentialquotienten, der nach den bekannten
Regeln zu berechnen wäre, wollen wir nicht wie sonst mit dz:dx
bezeichnen, denn dz bedeutet jetzt keine beliebige unendlich kleine
Änderung von z, sondern eine Änderung, die z, erfährt, wenn sich
nur x um dx ändert, während y ungeändert bleibt. Um diesen
Unterschied zu betonen, spricht man daher vom partiellen Diffe
rentialquotienten von z nach x und bezeichnet ihn mit dz:dx
statt mit dz: dx.
Wir sehen also: Wenn sich nur x um dx ändert, y aber un
geändert bleibt, ist die Änderung von z zu berechnen, indem man
z partiell, d. h. so nach x differenziert, als ob y konstant
wäre, und diesen Differentialquotienten dann mit dx multipliziert.
Die Änderung von z ist somit:
d z
d x
dx.
Wenn z. B. z = ]/x 2 + y 2, ist, berechnet man dz.: dx, indem man
die Funktion wie die Funktion ]/x 2 + c 2 nach x differenziert. Hier
geht x: j/a; 2 -f- c a , also bei der partiellen Differentiation von z nach x
der Wert x: ]/# a ■+ y 2 hervor, so daß
]/x 2 + y 2
dx
der Zuwachs ist, den z = ]/x 2 + y 2 erfährt, wenn x um dx wächst
und y ungeändert bleibt.