高數(shù)——隱函數(shù)與參數(shù)方程求導(dǎo)——學(xué)習(xí)筆記(18)

隱函數(shù)

如果方程f(x,y)=0能確定y是x的函數(shù),那么稱這種方式表示的函數(shù)是隱函數(shù)。而函數(shù)就是指:在某一變化過程中,兩個(gè)變量x、y,對于某一范圍內(nèi)的x的每一個(gè)值,y都有確定的值和它對應(yīng),y就是x的函數(shù)。這種關(guān)系一般用y=f(x)即顯函數(shù)來表示。f(x,y)=0即隱函數(shù)是相對于顯函數(shù)來說的。

其實(shí)隱函數(shù)的知識(shí)并不難理解,我們以前學(xué)的因變量y在函數(shù)一邊的叫做顯函數(shù);隱函數(shù)就是將y“隱藏”在一個(gè)式子里即和 自變量x在一邊的函數(shù)。它的難點(diǎn)在于如何利用隱函數(shù)求導(dǎo)。接下來,我就和大家聊一聊隱函數(shù)的求導(dǎo)。

在做題的時(shí)候我們經(jīng)常會(huì)聽到“對x求導(dǎo)”的說法,這個(gè)就是我們往往不好理解的地方,知道如何處理x卻不知道如何處理y,下面我就主要圍繞這個(gè)來展開。舉個(gè)例子:

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這個(gè)式子你當(dāng)然可以將隱函數(shù)顯化得出結(jié)果-?但是這樣做題有些無法顯化的函數(shù)就沒法算了,所以我今天著重給大家講一下它的通用解法:首先第一個(gè)x的導(dǎo)數(shù)是2這個(gè)大家都知道,可是y咱們也需要處理,怎么處理?無論函數(shù)是否可以顯化,x是自變量y是因變量(y是關(guān)于x的函數(shù))是一定的吧。之后呢?就是說在y這里對x求導(dǎo)就是對含有x的小函數(shù)求導(dǎo)(我這里說小函數(shù)是為了和原來的隱函數(shù)區(qū)分一下的),這回結(jié)果不就是y′(即dy/dx)嗎?這么一變形,就出現(xiàn)了2+3dy/dx=0導(dǎo)數(shù)就是-2/3盡管答案一樣但是這種思考方式就會(huì)在做題的時(shí)候給你帶來好處。

那么咱們換一個(gè)有點(diǎn)難度的,帶平方的該如何計(jì)算呢?

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求x=-3/5時(shí)的導(dǎo)數(shù)。

x那邊不用說導(dǎo)數(shù)就是3,6y的平方怎么辦?咱們可以這么想,令y方等于m,那么這個(gè)“小函數(shù)”就變成了一個(gè)復(fù)合函數(shù)了,變成了m=y^2和y與x關(guān)系的復(fù)合函數(shù)。既然是復(fù)合函數(shù),那么在這里的求導(dǎo),實(shí)質(zhì)上就是對這個(gè)復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo),那么我們就可以計(jì)算了:3+6*2y*dy/dx=0,那么dy/dx=-3/12y由于我是隨便出的例子,經(jīng)過計(jì)算此時(shí)y等于零,導(dǎo)數(shù)不存在。但是無論什么題都是這么是思考的。

最后還有一個(gè)對數(shù)求導(dǎo)法,是用來求冪指函數(shù)的。舉個(gè)例子,

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我們給它兩邊取對數(shù)那么左邊就會(huì)變成lny右邊就是lnx^cosx,根據(jù)我們高中學(xué)的定理,右邊還等于cosx*lnx所以,就有l(wèi)ny=cosx*lnx,之后咱們再根據(jù)求導(dǎo)的法則來求它。

左邊就是還要把lny視作一個(gè)整體來看,右邊要注意的事導(dǎo)數(shù)相乘時(shí)的運(yùn)算。


求導(dǎo)法則

對于一個(gè)隱函數(shù)已經(jīng)確定存在且可導(dǎo)的情況下,我們可以用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)的鏈?zhǔn)椒▌t來進(jìn)行求導(dǎo)。在方程左右兩邊都對x進(jìn)行求導(dǎo),由于y其實(shí)是x的一個(gè)函數(shù),所以可以直接得到帶有 y' 的一個(gè)方程,然后化簡得到 y' 的表達(dá)式。

隱函數(shù)導(dǎo)數(shù)的求解一般可以采用以下方法:

先把隱函數(shù)轉(zhuǎn)化成顯函數(shù),再利用顯函數(shù)求導(dǎo)的方法求導(dǎo);隱函數(shù)左右兩邊對x求導(dǎo)(但要注意把y看作x的函數(shù)); 利用一階微分形式不變的性質(zhì)分別對x和y求導(dǎo),再通過移項(xiàng)求得的值; 把n元隱函數(shù)看作(n+1)元函數(shù),通過多元函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)的商求得n元隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。舉個(gè)例子,若欲求z = f(x,y)的導(dǎo)數(shù),那么可以將原隱函數(shù)通過移項(xiàng)化為f(x,y,z) = 0的形式,然后通過(式中F'y,F'x分別表示y和x對z的偏導(dǎo)數(shù))來求解。

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