Das vollständige Differential (oder totale Differential) untersucht, wie sich der Funktionswert einer Funktion $f(x_1,x_2, \dots, x_n)$ verändert, wenn alle $n$ unabhängigen Variablen $x_1, x_2, \dots, x_n$ um $dx_1, dx_2, \dots, dx_n$ variieren. Das vollständige Differential gibt einen relativ genauen Näherungswert für die Gesamtänderung des Funktionswerts bei gleichzeitiger Änderung aller unabhängigen Variablen an und wird durch Addition der partiellen Ableitungen bestimmt.
Definition

Das totale (vollständige) Differential $df = df(x_1,x_2, \dots, x_n)$ einer differenzierbaren Funktion $f(x_1,x_2, \dots, x_n)$ ist gegeben durch die Summe der partiellen Ableitungen: \begin{equation*} df:= \frac {\partial f}{\partial x_1}\cdot dx_1 + \frac {\partial f}{\partial x_2}\cdot dx_2 + \dots + \frac {\partial f}{\partial x_n}\cdot dx_n \end{equation*}
Beispiel

Wir gehen von der uns bekannten Cobb-Douglas-Produktionsfunktion mit den Faktoren Arbeit und Kapital aus: \begin{equation*} y=f(A,K)= 4A^{0,5} \cdot K^{0,5} \qquad \forall \qquad A,K>0 \end{equation*} Gesucht wird die Outputänderung, die sich durch eine totale Faktorvariation ergibt.\\ Die Outputänderung kann auch als totales Grenzprodukt bezeichnet werden und bestimmt sich durch das vollständige Differential: \begin{equation*} dy = \frac {\partial y}{\partial A} \cdot dA + \frac {\partial y}{\partial K} \cdot dK = 2A^{-0,5} \cdot K^{0,5} \cdot dA + 2A^{0,5} \cdot K^{-0,5} \cdot dK \end{equation*} Gehen wir davon aus, dass 100 Einheiten Arbeit und 400 Einheiten Kapital eingesetzt werden. Wie ändert sich der Output, wenn der Input an Arbeit um 5 Einheiten verringert und gleichzeitig der Einsatz von Kapital um eine Einheit erhöht wird? \begin{equation*} dA := -5 \qquad dK:= +1 \qquad A = 100 \quad K = 400 \end{equation*} Wir setzen die Werte in das totale Grenzprodukt und erhalten: \begin{align*} dy & = 2A^{-0,5} \cdot K^{0,5} \cdot dA + 2A^{0,5} \cdot K^{-0,5} \cdot dK \\ & = 2 \cdot 100^{-0,5} \cdot 400^{0.5} \cdot (-5) + 2 \cdot 100^{0,5} \cdot 400^{-0,5} \cdot 1 \\ & = 2 \cdot 1/10 \cdot 20 \cdot (-5) + 2 \cdot 10 \cdot 1/20\\ & = -20 + 1\\ & = -19 \end{align*} Der Output fällt (näherungsweise) um 19 Einheiten. Der exakte Änderungswert beträgt: \begin{align*} dy & = y( 95;401)-y(100;400)\\ & = 4 \cdot (95^{0,5} \cdot 401^{0,5})- 4 \cdot (100^{0,5} \cdot 400^{0,5})\\ & = 780,718 - 800\\ & = -19,282 \end{align*}
Das vollständige Differential liefert einfach und schnell einen guten Näherungswert.