求由方程xy+yz+xz+ln(xyz)=0所确定的隐函数z=z(x,y)的偏导数和全微分
令G(X,Y,Z)=F(xy,z-2x)
GZ'=F'2
GX'=yF'1-2F'2
∂z/∂x=-GX'/GZ'=(2F'2-yF'1)/F'
Gy'=xF'1
∂z/∂y=-Gy'/GZ'=(-xF'1)/F'2
推导
设函数y = f(x)在某区间内有定义,x0及x0+△x在这区间内,若函数的增量Δy = f(x0 + Δx) f(x0)可表示为Δy = AΔx + o(Δx),其中A是不依赖于△x的常数, o(Δx)是△x的高阶无穷小,则称函数y = f(x)在点x0是可微的。
微分dy是自变量改变量△x的线性函数,dy与△y的差是关于△x的高阶无穷小量,我们把dy称作△y的线性主部。得出: 当△x→0时,△y≈dy。
方程xy+yz+xz+ln(xyz)=0所确定的隐函数z=z(x,y)的偏导数和全微分可以利用隐函数计算,
示例
设方程P(x, y)=0确定y是x的函数,并且可导。如今可以利用复合函数求导公式求出隐函数y对x的导数。
方程 x2+y2-r2=0确定了一个以x为自变量,以y为因变量的数,为了求y对x的导数,将上式两边逐项对x求导,并将y2看作x的复合函数,则有:
(x2)+ (y2)-(r2)=0,
即 2x+2yy'=0,
于是得y'=-x/y 。
从上例可以看到,在等式两边逐项对自变量求导数,即可得到一个包含y'的一次方程, 解出y'即为隐函数的导数。
扩展资料:
推理过程如下
一个函数y=ƒ(x),隐含在给定的方程F(x,y)=0中,作为这方程的一个解(函数)。例如x2+y2-1=0,如果不限定函数连续,则式中正负号可以随x而变,因而有无穷个解;如果限定连续,则只有两个解(一个恒取正号,一个恒取负号);如果限定可微,则要排除x=±1,
因而函数的定义域应是开区间(-1<x<1),但仍然有两个解;如果还限定在适合原方程的一个点(x,y)=(x0,y0)的邻近范围内,则只有一个惟一的解(当起点(x0,y0)在上半平面时取正号,在下半平面时取负号)。微分学中主要考虑函数z=F(x,y)与y=ƒ(x)都连续可微的情形。
这时可以利用复合函数的微分法对方程(1)直接进行微分:
可见,即使在隐函数y=ƒ(x)难于解出的情形,也能够直接算出它的导数,唯一的条件是
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