通常稱為雅可比式(Jacobian)。它是以n個n元函數
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(1)
的偏導數
![](/img3/11380.gif)
為元素的行列式
常記為
事實上,在(1)中函數都連續可微(即偏導數都連續)的前提之下,
J就是函數組(1)的微分形式
的系數矩陣(即
雅可比矩陣)的行列式。
若因變量u1,u2,…,un對自變量x1,x2,…,xn連續可微,而自變量x1,x2,…,xn對新變量r1,r2,…,rn連續可微,則因變量(u1,u2,…,un)也對新變量(r1,r2,…,rn)連續可微,並且
這可用行列式的乘法法則和偏導數的連鎖法則直接驗證。而公式(3)也類似於導數的連鎖法則。偏導數的連鎖法則也有類似的公式;例如,當(
u,
v)對(
x,
y,
z)連續可微,而(
x,
y,
z)對(
r,s,
t)連續可微時,便有
如果(3)中的r能回到u,
![](/img3/11386.gif)
,則(3)給出
![](/img3/11387.gif)
。
這時必須有
![](/img3/11388.gif)
(4)
於是以此為系數行列式的聯立線性方程組(2)中能夠把(
d
x
1,
d
x
2,…,
d
x
n)解出來,作為(
d
u
1,
d
u
2,…,
d
u
n)的函數。而根據隱函數存在定理,在(
u
1,
u
2,…,
u
n)對(
x
1,
x
2,…,
x
n)連續可微的前提下,隻須條件(4)便足以保證(
x
1,
x
2,…,
x
n)也對(
u
1,
u
2,…,
u
n)連續可微,因而(4)必然成立。這樣,連續可微函數組(1)便在雅可比行列式不等於零的條件(4)之下,在每一對相應點
u=(
u
1,
u
2,…,
u
n)與
x=(
x
1,
x
2,…,
x
n)的鄰近范圍內建立起點與點之間的一個一對一的對應關系。
在n=2的情形,以Δx1,Δx2為鄰邊的矩形(ΔR)對應到(u1,u2)平面上的一個曲邊四邊形(ΔS),其面積ΔS關於Δx1,Δx2的線性主要部分,即面積微分是
這常用於重積分的計算中。
如果在一個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u-坐標系的旋轉定向是否與x-坐標系的一致)。如果雅可比行列式恒等於零,則函數組(u1,u2,…,un)是函數相關的,其中至少有一個函數是其餘函數的一個連續可微的函數。