합성함수의 자코비안
📂다변수벡터해석합성함수의 자코비안
정리
두 함수 f:Rn→Rm, g:Rm→Rk가 주어졌다고 하자. f의 자코비안를 J(f)와 같이 표기하자. 그러면 다음이 성립한다.
J(g∘f)=J(g)J(f)
설명
자코비안은 가장 일반화된 도함수이므로, 위 정리는 연쇄법칙의 일반화이다.
증명
자코비안의 정의에 의해
J(g∘f)=∂x1∂(g∘f)1⋮∂x1∂(g∘f)k⋯⋱⋯∂xn∂(g∘f)1⋮∂xn∂(g∘f)k=∂x1∂g1⋮∂x1∂gk⋯⋱⋯∂xn∂g1⋮∂xn∂gk
이때 gi=gi(f1(x),…,fm(x)))이므로,
∂xj∂gi=ℓ=1∑m∂fℓ∂gi∂xj∂fℓ
따라서
J(g∘f)=== ℓ=1∑m∂fℓ∂g1∂x1∂fℓ⋮ℓ=1∑m∂fℓ∂gk∂x1∂fℓ⋯⋱⋯ℓ=1∑m∂fℓ∂g1∂xn∂fℓ⋮ℓ=1∑m∂fℓ∂gk∂xm∂fℓ ∂f1∂g1⋮∂f1∂gk⋯⋱⋯∂fm∂g1⋮∂fm∂gk∂x1∂f1⋮∂x1∂fm⋯⋱⋯∂xn∂f1⋮∂xn∂fm J(g)J(f)
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