§ 1. Partielle Differentiation.
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Was wird nun hieraus, wenn At nach Null strebt? Da x und y die
Funktionen cp und ip von t sind und ferner z in der Form z = f(x,y)
von x und y abhängt, ist auch z eine Funktion von t. Deshalb
geht links im Fall \imAt=0 der Differentialquotient dz: dt
hervor. Rechts treten die Faktoren Ax:At und Ay.At auf. Sie
gehen • für lim At — 0 in die Differentialquotienten dx : dt und
dy.dt über. Also ist:
d ~ = lim + Ax ' v + AyS> ~ y + Ay ^ dx
dt ¿j£=o Ax dt
, li m /Xa, y + Ay)- f{x, y) _ dy _
' A t=0 Al J dt
Da Ay mit At nach Null strebt, weil y eine stetige Funktion von t
sein soll, ist der zweite hierin auftretende Grenzwert genau der
selbe wie in der zweiten Formel (2), also gleich dz:dy. Auch Ax
strebt mit At nach Null. Der erste in der letzten Gleichung noch
vorkommende Grenzwert ist daher gerade so wie der erste Grenz
wert in (2) beschaffen, denn obwohl in (3) nicht y, sondern y + Ay
steht, strebt doch auch y + Ay nach y. Daher wird der erste
Grenzwert in (3) gleich dz:dx. Also gibt (3):
dz __ dz clx dz dy
dt d x dt dy dt
oder, wenn man die Gleichung mit dt multipliziert:
(4) iz = ^dx+^dy.
Diese Formel ist frei von der Hilfsveränderlichen t. Sie
besagt:
Satz 166: Das Differential einer stetigen Funktion z
von x und y ist gleich der Summe der mit den partiellen
Differentialquotienten dz:dx und dz:dy multiplizierten
Differentiale von x und y selbst:
, dz 7 , dz j
dz — ~^ dx —dy,
dx dy *
vorausgesetzt, daß die partiellen Differentialquotienten
dz:dx und dz:dy überhaupt vorhanden sind.
Man nennt eine stetige Funktion z von x und y differen
zierbar, wenn es partielle Differentialquotienten dz:dx und
dz: dy gibt.
Der Satz 166, der außerordentlich wichtig ist, kann noch in
Scheffers, Mathematik. 4. Aufl. 41