Дифференциа́л в математике — линейная часть приращения функции или отображения. Это понятие тесно связанное с понятием производной по направлению.
Обычно дифференциал обозначается , а его значение в точке обозначается .
Неформальное описание
Рассмотрим гладкую функцию . Проведем касательную к ней в точке , и отложим на ней отрезок, такой длины, чтобы его проекция на ось была равна . Проекция этого отрезка на ось называетсядифференциалом функции в точке от . Таким образом, дифференциал может пониматься как функция двух переменных и ,
определяемой соотношением
в частности
ОпределенияП
Для функций
Дифференциал гладкой вещественнозначной функции определённой на ( — область в илигладкое многообразие) представляет собой 1-форму и обычно обозначается и определяется соотношением
где обозначает производную по направлению вектора в касательном расслоении .
Для отображений
Дифференциал гладкого отображения из гладком многообразия в многообразие есть отображение между их касательными расслоениями, , такое что для любой гладкой функции имеем
где обозначает производную по направлению . (В левой части равенства берётся производная в функции по в правой — в функции по ).
Это понятие естественно обобщает дифференциал функции.
Примеры
- Пусть в открытом множестве задана гладкая функция . Тогда , где обозначает производную , а является постоянной формой определяемой .
- Пусть в открытом множестве задана гладкая функция . Тогда . Форма может быть опеделена соотношением , для вектора .
- Пусть в открытом множестве задано гладкое отображение . Тогда
,
где есть матрица Якоби отображения в точке .