隐函数的导数怎么求?

yumo6661个月前 (04-01)技术文章24

如果方程F(x,y)=0能确定y是x的函数,那么称这种方式表示的函数是隐函数。F(x,y)=0即隐函数是相对于显函数来说的。(显函数即是形如y=f(x)的函数,即解析式中明显地用一个变量的代数式表示另一个变量

例如:y=In x、y=2x、y=log a(b)【出于输入法的无奈......】、y=x+1等等,都是显函数

例如方程:x^2+y^2=10、e^x+In y=123等等,都是由一个方程确定的函数,便是隐函数

注意:如果方程f(x,y)=0能确定y与x的对应关系,那么称这种表示方法表示的函数为隐函数。 隐函数不一定能写为y=f(x)的形式,如x^2+y^2=0。因此按照函数的定义,隐函数不一定是“函数”,而是“方程”。 也就是说,函数都是方程,但方程却不一定是函数。显函数是用y=f(x)表示的函数,左边是一个y右边是x的表达式 比如y=2x+1。隐函数是x和y都混在一起的,比如2x-y+1=0。有些隐函数可以表示成显函数,叫做隐函数显化,但也有些隐函数是不能显化的,比如ey+xy=1。

2.隐函数的求导方法

有一些隐函数很容易便可以显化,那么我们就可以先将它显化,然后再求导。

然而,大多数的隐函数要显化是非常麻烦的,对于这一类隐函数,在下面我们会给出一种方法,无需通过隐函数的显化,直接由方程来计算出它的导数。

例如:

(1)求由方程y^5+2y-x-3x^7=0所确定的隐函数y=y(x)在x=0处的导数dy/dx。

解:当我们把方程中的y看作由方程所确定的隐函数y=y(x)时,则在隐函数有定义的区间内原方程为恒等式,即:[y(x)]^5+2y(x)-x-3x^7≡0

{补充:链式法则:[f(g(x))]'=f'(g(x))g'(x)——此结论可以通过dy/dx=(dy/du)(du/dx)证明,其中u为中间变量}

在等式两边对x求导,借助链式法则和求导乘法法则,得:

5[y(x)]^4·y'(x)+2y(x)-1-21x^6=0

将y'(x)表示出来,并将y(x)代换为y,即:

y'(x)=(1+21x^6)/(2+5y^4)

即:dy/dx=(1+21x^6)/(2+5y^4)

当x=0时,解的y=0,代入得:

dy/dx=1/2

总体思路就是构造y'(x),然后再用y与x表示出来。

(2)设y=x^x,求dy/dx。

分析:我们会发现,直接对两边求导是十分困难的,此时,为了将两边的形式简单化,我们理所当然的会选择在等式两端去对数,那么以谁为底呢?考虑到之后要求导,因此,我们选择以e为底。

解:对等式两端分别以e为底取对数得

In y=x·In x

将y代换为y(x),并对两边分别求导,得:

(1/y(x))·y'(x)=(In x)+1,(链式法则与乘法求导法则)

再将y代换称y(x),并化简,那么,

dy/dx=y(1+In x)

又y=x^x,于是

dy/dx=x^x·[(In x)+1]

这种方法叫做对数求导法,用于求幂函数的导数。

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