644 Zwölftes Kapitel: Funktionen von mehreren Veränderlichen.
7. Beispiel: Ein zylindrisches Gefäß soll einen Radius von rem
und eine Höhe von h cm haben, wird aber nicht genau in diesen Maßen her
gestellt; die Fehler seien jedoch so klein, daß sie als Differentiale dr und dh
zu betrachten sind. Sie bewirken nach (4) den Fehler des Volumens V—nFh'-
dV = 2 it r h dr + n r 2 dh =ti r (2 h dr + r dh).
Der relative Fehler ist
dV „ dr dh
-pf- =2—■ + -r- •
I- r h
Wir gehen jetzt zur Betrachtung von Funktionen von mehr
als zwei unabhängigen Veränderlichen über. Die Anzahl
der Veränderlichen sei «; die Veränderlichen mögen mit x v x 2 , ... x n .
bezeichnet sein. Es sei also
2 = f{* v xj
eine Sanktion der n unabhängigen Veränderlichen x v x v . . . x n . Wir
glauben, es erübrigt sich hier, die entsprechende Betrachtung in
voller Breite wiederzugeben. Der partielle Differentialquotient
von z nach einer der n Veränderlichen, nach x. etwa, also die Größe
d z\dx i , bedeutet denjenigen Differentialquotienten, den z als Funk
tion von x { hat, wenn alle Veränderlichen mit Ausnahme von x.
fest bleiben. An die Stelle der zweigliedrigen Summe (4) tritt hier die
«-gliedrige:
8 %
8 x x 1 8 x 2
Die Funktion z = f{x v x v ... arj nennt man differenzierbar,
wenn alle n partiellen Differentialquotienten von z nach x v x v . . . x n
wirklich vorhanden sind. Die wichtige Formel (5) läßt sich daher
so ausdrücken:
Satz 1 168: Der Zuwachs, den eine stetige und differen
zierbare Funktion z von x v x 2 , ... x n erfährt, wenn alle «Ver
änderlichen x 1 , x 2 , . . . x n zugleich um Differentiale d x v
dx v . . . dx n wachsen, ist gleich der Summe aller derjenigen
n einzelnen Zunahmen, die z erfahren hätte, wenn nur x l bzw.
nur x n .... bzw. nur
wachsen wäre.
Der Ausdruck (5) von dz heißt das vollständige Differen
tial der Funktion z von x v x v ... x n . Ihm stehen die par
tiellen Differentiale von z gegenüber; insbesondere ist
8:
das partielle Differential, um das z wächst, wenn sich nur x {
um dx. ändert. Den Satz 168 können wir auch so aussprechen: