D85多元函数隐函数求导.ppt
2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,利用隐函数求导,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,两边对 x 求偏导,同样可得,则,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,例3.,设F(x,y)具有连续偏导数,解法1 利用偏导数公式.,确定的隐函数,则,已知方程,机动 目录 上页 下页 返回 结束,故,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,定理证明略.仅推导偏导数公式如下：,(P34-P35),机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,同样可得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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.,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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3.代公式,思考与练习,设,求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,提示:,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,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,2023/7/5,阜师院数科院,解:,二元线性代数方程组解的公式,2023/7/5,阜师院数科院,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.,
