qnqn雑記

個人の学習ログの域は超えておりませんので間違っている可能性があり確かな情報を求められる場合は専門書等々に当たってください。体系的な情報については管理者ホームページへ(https://qnqn1927.github.io/)

# 偏微分備忘

偏微分備忘

偏微分とは

ある1つの変数に着目することで、他の変数を固定したときのある変数の変化を導き出すこと

練習

No.1

$$\begin{aligned} f(x,y) &= x^2 - 3y^3 \\ \dfrac{\partial f}{\partial x} &= 2x \end{aligned}$$

No.2

$$\begin{aligned} f(x,y) &= x^2 - 3y^3 \\ \dfrac{\partial f}{\partial y} &= -9y^2 \end{aligned}$$

No.3

$$\begin{aligned} f(x,y) &= 2x^3 - y + 4xy \\ \dfrac{\partial f}{\partial x} &= 6x^2 + 4y \\ \dfrac{\partial f}{\partial y} &= -1 + 4x \end{aligned}$$

No.4

$$\begin{aligned} f(x,y,z) &= \sin(x+2y+z^2) \\ u &= x + 2y + z^2とおくと \\ f(x,y,z) &= \sin u \end{aligned}$$ 合成関数の微分より$\dfrac{dy}{dx} = \dfrac{dy}{du}\cdot\dfrac{du}{dx}$なので $$\begin{aligned} \dfrac{\partial f} {\partial z} &= \cos u \cdot 2z \\ &= 2z \cos(x + 2y + z^2) \end{aligned}$$

No.5

$$\begin{aligned} \epsilon(a,b) &:= \sum_{i=1}^{N}(y_i - ax_i - b)^2 \\ \dfrac{\partial \epsilon(a,b)}{\partial a} &= \sum_{i=1}^{N}2(y_i - ax_i - b)(- x_i) \\ &= -2 \sum_{i=1}^{N}x_i(y_i - ax_i - b) \\ \dfrac{\partial \epsilon(a,b)}{\partial b} &= \sum_{i=1}^{N}2(y_i - ax_i - b)(- 1) \\ &= -2 \sum_{i=1}^{N}(y_i - ax_i - b) \end{aligned}$$

参考文献

ヨビノリ様動画『【大学数学】偏微分とは何か【解析学】』 https://www.youtube.com/watch?v=UWFTIEIruyc

ヨビノリ様動画『【大学数学】最小二乗法(回帰分析)【確率統計】』 https://www.youtube.com/watch?v=Zz1sgYxrA-k