$\operatorname{d}f$ : '''total differential''' of $f$ $\operatorname{d}f(x,y,\cdots)=\frac{\partial f}{\partial x}\operatorname{d} x+\frac{\partial f}{\partial y}\operatorname{d}y+\cdots$ from ISO 80000-2 https://people.engr.ncsu.edu/jwilson/files/mathsigns.pdf#page=23 ---- 간단한 2변수인 경우 $df=\frac{\partial f}{\partial x}dx+\frac{\partial f}{\partial y}dy$ 는 그림으로 이해할 수 있다. https://i.imgur.com/9ge79lZ.png from https://youtu.be/pgssBtVjz2M?t=142 ---- 미분가능한 일변수함수 $y=f(x)$ 에 대해 [[미분,differential]] $dx$ 를 [[독립변수,independent_variable]]로 정의한다. 즉 $dx$ 는 임의의 실수로 주어질 수 있다. 이 때 $y$ 의 미분을 다음과 같이 정의한다. $dy=f'(x)dx$ 미분가능한 이변수함수 $z=f(x,y)$ 에 대해 미분 $dx$ 와 $dy$ 를 독립변수로 정의한다. 즉 $dx$ 와 $dy$ 는 임의의 값으로 주어질 수 있다. 그러면 미분 $dz$ 는 다음과 같이 정의되고, 이것을 '''전미분'''(total differential)이라 한다. $dz=f_x(x,y)dx + f_y(x,y)dy = \frac{\partial z}{\partial x}dx + \frac{\partial z}{\partial y}dy$ 때때로 기호 $dz$ 대신 $df$ 를 이용하기도 한다. (Stewart 8e ko p773) $w=f(x,y,z)$ 이면, 미분 $dw$ 는 독립변수인 미분 $dx,dy,dz$ 로 다음과 같이 정의한다. $dw=\frac{\partial w}{\partial x}dx + \frac{\partial w}{\partial y}dy + \frac{\partial w}{\partial z}dz$ (Stewart 8e ko p775) ---- $u=f(x,y)$ 에서 변수 $x$ 가 $x$ 에서 $x+\Delta x$ 로 변수 $y$ 가 $y$ 에서 $y+\Delta y$ 로 변하면 함수값 $u$ 의 변화량 $du$ ('''전미분''')은 $du=f_x(x,y)dx+f_y(x,y)dy$ '''전미분'''이 0이면 함수값은 상수값을 가진다. $df(x,y)=0$ 이면 $f(x,y)=C.$ [[완전미분방정식,exact_differential_equation]] 이해에 필요. { $M(x,y)dx+N(x,y)dy$ 가 어떤 함수 $f(x,y)$ 의 [[전미분,total_differential]]과 같으면, 즉 $\frac{\partial f}{\partial x}=M(x,y),\,\frac{\partial f}{\partial y}=N(x,y)$ 이면 $M(x,y)dx+N(x,y)dy$ : 완전하다(exact) $M(x,y)dx+N(x,y)dy=0$ : 완전미분방정식 $df=M(x,y)dx+N(x,y)dy=0$ 이것의 [[해,solution]]는 $f(x,y)=\text{const.}$ 완전미분방정식 판별법 tbw ## 이종광 http://kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1215229 5-1 15m } ## 이종광 http://kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1215229 5-1 9m- ---- 함수 $u(x,y)$ 가 연속인 편도함수를 가지면 그것의 [[미분,differential]] 또는 '''전미분'''(total differential)은 $du=\frac{\partial u}{\partial x}dx+\frac{\partial u}{\partial y}dy$ 이다. 1계 [[상미분방정식,ordinary_differential_equation,ODE]] $M(x,y)+N(x,y)y'=0,\; dy=y'dx$ i.e. $M(x,y)dx+N(x,y)dy=0$ ......(1) 에서 [[미분형식,differential_form]] $M(x,y)dx+N(x,y)dy$ 가 [[RR:완전미분exact_differential]], 즉 이 형식이 어떤 함수 $u(x,y)$ 의 미분 $du=\frac{\partial u}{\partial x}dx+\frac{\partial u}{\partial y}dy$ ......(2) 이면, 이 상미분방정식을 [[완전미분방정식,exact_differential_equation]]이라고 부른다. 그러면 식 (1)은 $du=0$ 으로 쓸 수 있고, 적분하면 바로 식 (1)의 일반해를 $u(x,y)=c$ 형태로 얻는다. 이 해를 (앞서 언급된 양함수해(explicit solution)와 구별하여) 음함수해(implicit solution)라 부른다. 식 (1), (2)를 비교하면, 만약 적당한 함수 $u(x,y)$ 가 존재해서 $\frac{\partial u}{\partial x}=M,$ $\frac{\partial u}{\partial y}=N$ ......(4) 이렇게 된다면, 식 (1)이 완미방(exact DE)임을 알 수 있다. 이걸로부터 다음과 같이 식 (1)이 exact DE인지 여부를 검증하는 공식을 유도할 수 있다. $xy$ 평면에서 자체적으로 교차하는 점이 없는 닫힌 곡선을 경계로 갖는 닫힌 영역에서 $M,N$ 이 연속이고 연속인 1계편도함수를 갖는다고 하자. 그러면 식 (4)를 편미분하면 $\frac{\partial M}{\partial y}=\frac{\partial^2 u}{\partial y\partial x},$ $\frac{\partial N}{\partial x}=\frac{\partial^2 u}{\partial x\partial y}$ 이고 연속성의 가정에 의해 두 2계편도함수는 서로 같다. 따라서 $\frac{\partial M}{\partial y}=\frac{\partial N}{\partial x}$ 이다. 이 조건은 식 (1)이 완미방이 되기 위한 필요충분조건이다. 식 (1)이 완미방이면, 다음 방법에 의해 함수 $u(x,y)$ 를 구할 수 있다. 식 (4a)로부터 $x$ 에 대해 적분하여 $u=\int Mdx+k(y)$ ......(6) 여기서 $y$ 는 상수로 간주되어야 하고 $k(y)$ 는 적분상수 역할을 한다. $k(y)$ 를 결정하려면 식 (6)에서 ∂u/∂y를 이끌어 내고, 식 (4b)에서 $dk/dy$ 를 구한 다음, $dk/dy$ 를 적분하여 $k$ 를 얻는다. 마찬가지로 식 (4b)에서 $y$ 에 대해 적분하여 $u=\int Ndy+l(x)$ $l(x)$ 를 결정하기 위해서는 ∂u/∂x를 이끌어 내고, 식 (4a)를 써서 $dl/dx$ 를 구한 다음 적분한다. (Kreyszig) ''[[미분방정식,differential_equation]] 앞부분(1.4)에서 언급된 것 요약.'' ---- 이변수 연속 함수 $u=u(x,y)$ 에서 .... 아무튼 그래서 '''total differential''' of $u:$ $du=\frac{\partial u}{\partial x}dx+\frac{\partial u}{\partial y}dy$ '''principal part in the change in $u$'''로 불리기도 한다고. 그리고 [[미분연산자,differentiation_operator]] 얘기도 나오는데, 위 전미분 식에서 $dt$ 를 나누면 $\frac{du}{dt}=\frac{\partial u}{\partial x}\frac{dx}{dt}+\frac{\partial u}{\partial y}\frac{dy}{dt}$ 그래서 이변수연속함수의 미분연산자는 이렇게된다?? $\frac{d\spadesuit}{dt}=\frac{\partial \spadesuit}{\partial x}\frac{dx}{dt}+\frac{\partial \spadesuit}{\partial y}\frac{dy}{dt}$ http://www.math.odu.edu/~jhh/Volume-1.PDF p159-160 ---- TBW, MKLINK [[완전미분,exact_differential]] (curr at [[미분,differential#s-12]]) [[완전미분방정식,exact_differential_equation]] ---- Twins: [[WpEn:Total_differential]] redir. to [[WpEn:Differential_of_a_function#Differentials_in_several_variables]] [[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1139534&cid=40942&categoryId=32220 두산백과: 전미분 total differential]] [[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5669200&cid=60207&categoryId=60207 수학백과: 전미분]] (hard) https://planetmath.org/totaldifferential (Synonym: exact differential) https://mathworld.wolfram.com/TotalDifferential.html (자체 내용은 없고 다른 페이지 링크, exact differential 포함) Up: [[미분,differential]] [[RR:미분,differential]] Compare: [[RR:전미분,total_derivative]] (MERGE?) [[전미분,total_derivative]] '''전미분'''을 일반화한 게 [[미분형식,differential_form]]? chk