диференційовна в довільній точці і Тут достатньо малі довільні константи, х та у – незалежні змінні. Нехай х та у є функціями нових змінних і і мають неперервні частинні похідні . Тоді існують похідні від складної функції по і .
Перегрупуємо доданки: .
Отже, для функцій багатьох змінних має місце інваріантність форми першого диференціала.
Справедливі правила диференціювання:
1)
2)
3)
4)
Приклад.
Похідна за напрямком, градієнт.
З’ясуємо поняття “швидкості зміни” або похідної за довільним заданим напрямком.
Нехай , .
Проведемо із точки М вектор S з напрямними косинусами (). На векторі S на віддалі DS від його початку, розглянемо точку М1 (), , и– неперервна і має неперервні частинні похідні
,,
Отже, похідна від и в точці М(х,у,z) в напрямку вектора це
Зокрема, при a=0, отримаємо . Частинні похідні по х,у,z виражають “швидкість” зміни функції в напрямку координатних вісей.
Виникає питання: за яким напрямком функція в заданій точці буде швидше зростати?
В кожній точці Е, де задана визначимо вектор, проекції якого на осі координат є значення частинних похідних ,,. Позначимо цей вектор .
Таким чином, в Е визначено векторне поле градієнтів. Можна довести, що похідна за напрямком S дорівнює проекції вектора на S : .