雅可比行列式通常稱(chēng)為雅可比式(Jacobian)它是以n個(gè)n元函數的偏導數為元素的行列式。事實(shí)上,在函數都連續可微(即偏導數都連續)的前提之下,它就是函數組的微分形式下的系數矩陣(即雅可比矩陣)的行列式。若因變量對自變量連續可微,而自變量對新變量連續可微,則因變量也對新變量連續可微。這可用行列式的乘法法則和偏導數的連鎖法則直接驗證。也類(lèi)似于導數的連鎖法則。偏導數的連鎖法則也有類(lèi)似的公式;這常用于重積分的計算中。如果在一個(gè)連通區域內雅可比行列式處處不為零,它就處處為正或者處處為負。如果雅可比行列式恒等于零,則函數組是函數相關(guān)的,其中至少有一個(gè)函數是其余函數的一個(gè)連續可微的函數。

中文名

雅可比行列式

外文名

Jacobian

應用學(xué)科

高等數學(xué)

提出者

雅可比

別名

雅可比式

驗證方式

若因變量

對自變量

連續可微,而自變量

對新變量

連續可微,則因變量(

)也對新變量(

)連續可微,并且

這可用行列式的乘法法則和偏導數的連鎖法則直接驗證。偏導數的連鎖法則也有類(lèi)似的公式;例如,當

對(

)連續可微,而(

)對(

)連續可微時(shí),便有

如果(3)中的

能回到

,則

這時(shí)必須有

于是以此為系數行列式的聯(lián)立線(xiàn)性方程組(2)中能夠把(

)解出來(lái)。

由隱函數存在定理可知,在(

)?對連續可微的前提下,只須

便足以保證(

)對(

)連續可微。這樣,連續可微函數組便在雅可比行列式不等于零的條件之下,在每一對相應點(diǎn)u與x的鄰近范圍內建立起點(diǎn)與點(diǎn)之間的一個(gè)一對一的對應關(guān)系。

的情形,以

為鄰邊的矩形(

)對應到(

)平面上的一個(gè)曲邊四邊形(

),其面積

關(guān)于

的線(xiàn)性主要部分,即面積微分是

這常用于重積分的計算中。

如果在一個(gè)連通區域內雅可比行列式處處不為零,它就處處為正或者處處為負(其正負號標志著(zhù)u-坐標系的旋轉定向是否與

坐標系的一致)。如果雅可比行列式恒等于零,則函數組(

)是函數相關(guān)的,其中至少有一個(gè)函數是其余函數的一個(gè)連續可微的函數。