《隐函数求导》PPT课件.ppt

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1、,第八章,第五节,机动 目录 上页 下页 返回 结束,一、一个方程所确定的隐函数 及其导数,二、方程组所确定的隐函数组 及其导数,隐函数的求导方法,本节讨论 :,1) 方程在什么条件下才能确定隐函数 .,例如, 方程,当 C 0 时, 能确定隐函数;,当 C 0 时, 不能确定隐函数;,2) 在方程能确定隐函数时,研究其连续性、可微性,及求导方法问题 .,机动 目录 上页 下页 返回 结束,一、一个方程所确定的隐函数及其导数,定理1. 设函数,则方程,单值连续函数 y = f (x) ,并有连续,(隐函数求导公式),定理证明从略，仅就求导公式推导如下：, 具有连续的偏导数;,的某邻域内可唯一确

2、定一个,在点,的某一邻域内满足,满足条件,机动 目录 上页 下页 返回 结束,导数,两边对 x 求导,在,的某邻域内,则,机动 目录 上页 下页 返回 结束,若F( x , y ) 的二阶偏导数也都连续,二阶导数 :,则还有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例1. 验证方程,在点(0,0)某邻域,可确定一个单值可导隐函数,解: 令,连续 ,由 定理1 可知,导的隐函数,则,在 x = 0 的某邻域内方程存在单值可,且,机动 目录 上页 下页 返回 结束,并求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,两边对 x 求导,两边再对 x 求导,令 x = 0 , 注意此时,导数的另一求法, 利用隐函数

3、求导,机动 目录 上页 下页 返回 结束,定理2 .,若函数,的某邻域内具有连续偏导数 ,则方程,在点,并有连续偏导数,定一个单值连续函数 z = f (x , y) ,定理证明从略, 仅就求导公式推导如下:,满足, 在点,满足:,某一邻域内可唯一确,机动 目录 上页 下页 返回 结束,两边对 x 求偏导,同样可得,则,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例2. 设,解法1 利用隐函数求导,机动 目录 上页 下页 返回 结束,再对 x 求导,解法2 利用公式,设,则,两边对 x 求偏导,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例3.,设F( x , y)具有连续偏导数,解法1 利用偏导数公式.,确

4、定的隐函数,则,已知方程,机动 目录 上页 下页 返回 结束,故,对方程两边求微分:,解法2 微分法.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,二、方程组所确定的隐函数组及其导数,隐函数存在定理还可以推广到方程组的情形.,由 F、G 的偏导数组成的行列式,称为F、G 的雅可比( Jacobi )行列式.,以两个方程确定两个隐函数的情况为例 ,即,雅可比 目录 上页 下页 返回 结束,定理3.,的某一邻域内具有连续偏,设函数,则方程组,的单值连续函数,且有偏导数公式 :, 在点,的某一邻域内可唯一确定一组满足条件,满足:,导数；,机动 目录 上页 下页 返回 结束,定理证明略.仅推导偏导数公式如下：

5、,(P34-P35),机动 目录 上页 下页 返回 结束,有隐函数组,则,两边对 x 求导得,设方程组,在点P 的某邻域内,公式 目录 上页 下页 返回 结束,故得,系数行列式,同样可得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例4. 设,解:,方程组两边对 x 求导，并移项得,求,练习: 求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,答案:,由题设,故有,例5.设函数,在点(u,v) 的某一,1) 证明函数组,( x, y) 的某一邻域内,2) 求,解: 1) 令,对 x , y 的偏导数.,在与点 (u, v) 对应的点,邻域内有连续的偏导数,且,唯一确定一组单值、连续且具有,连续偏导数的反函数,机

6、动 目录 上页 下页 返回 结束,式两边对 x 求导, 得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,则有,由定理 3 可知结论 1) 成立.,2) 求反函数的偏导数.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,从方程组解得,同理, 式两边对 y 求导, 可得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,从方程组解得,同理, 式两边对 y 求导, 可得,例5的应用: 计算极坐标变换,的反变换的导数 .,同样有,所以,由于,机动 目录 上页 下页 返回 结束,内容小结,1. 隐函数( 组) 存在定理,2. 隐函数 ( 组) 求导方法,方法1. 利用复合函数求导法则直接计算 ;,方法2. 利用微分形式不变性 ;,方法

7、3. 代公式,思考与练习,设,求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,提示:,机动 目录 上页 下页 返回 结束,解法2. 利用全微分形式不变性同时求出各偏导数.,作业 P37 3 , 6， 7 , 9 , 10(1); (3)，11,第六节 目录 上页 下页 返回 结束,由d y, d z 的系数即可得,备用题,分别由下列两式确定 :,又函数,有连续的一阶偏导数 ,1. 设,解: 两个隐函数方程两边对 x 求导, 得,(2001考研),机动 目录 上页 下页 返回 结束,解得,因此,2. 设,是由方程,和,所确定的函数 , 求,解法1 分别在各方程两端对 x 求导, 得,(99考研),机动 目录 上页 下页 返回 结束,解法2 微分法.,对各方程两边分别求微分:,化简得,消去,机动 目录 上页 下页 返回 结束,可得,解:,二元线性代数方程组解的公式,雅可比(1804 1851),德国数学家.,他在数学方面最主要,的成就是和挪威数学家阿贝儿相互独,地奠定了椭圆函数论的基础.,他对行列,式理论也作了奠基性的工作.,在偏微分,方程的研究中引进了“雅可比行列式”,并应用在微积分,中.,他的工作还包括代数学, 变分法, 复变函数和微分方,程,在分析力学, 动力学及数学物理方面也有贡献 .,他,在柯尼斯堡大学任教18年, 形成了以他为首的学派.,