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反函数组定理

发布者: castelu | 发布时间: 2017-11-8 23:00| 查看数: 1556| 评论数: 0|帖子模式

定理(反函数组定理) 设函数组
$$u=u(x,y),v=v(x,y)$$
  及其一阶偏导数在某区域$D \subset R^2$上连续,点$P_0(x_0,y_0)$是$D$的内点,且
$$u_0=u(x_0,y_0),v_0=v(x_0,y_0),\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)}|_{P_0} \ne 0,$$
  则在点$P_0'(u_0,v_0)$的某一邻域$U(P_0')$内存在惟一的一组反函数
$$x=x(u,v),y=y(u,v),$$
  使得$x_0=x(u_0,v_0),y_0=y(u_0,v_0),且当$(u,v) \in U(P_0')$时,有
$$(x(u,v),y(u,v)) \in U(P_0)$$
  以及恒等式
$$u \equiv u(x(u,v),y(u,v)),v \equiv v(x(u,v),y(u,v))。$$

  此外,反函数组
$$x=x(u,v),y=y(u,v)$$
  在$U(P_0')$内存在连续的一阶偏导数,且
$$\frac{\partial x}{\partial u}=\frac{\partial v}{\partial y}/\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)},\frac{\partial x}{\partial v}=-\frac{\partial u}{\partial y}/\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)},$$
$$\frac{\partial y}{\partial u}=-\frac{\partial v}{\partial x}/\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)},\frac{\partial y}{\partial v}=\frac{\partial u}{\partial x}/\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)}。$$
  由上式看到:互为反函数组的
$$u=u(x,y),v=v(x,y)$$
  与
$$x=x(u,v),y=y(u,v),$$
  它们的Jacobi行列式互为倒数,即
$$\frac{\partial (u,v)}{\partial (x,y)} \cdot \frac{\partial (x,y)}{\partial (u,v)}=1。$$

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