02-5-隐式微分和逆


隐式微分与反函数

隐函数微分法

例 1.

此前已对整数指数 以及 证明了该公式。现在尝试将其扩展到有理数指数:

,其中 是整数。

要求 。由 ,两边对 求导得 。解出

我们知道 的函数。代入得

所以,

这与幂法则一致!

例 2. 单位圆的方程:,可以写成

所以 。先看上半圆:

现在,用隐函数微分法做同样的事情。

在第二项应用链式法则,

结果相同!

例 3. 。此时不容易把 显式写成 的函数,因此直接用隐函数微分法求

收集含 的项,用 表示:

反函数

如果 ,则称 的反函数,记作

现在,用隐函数微分法求反函数的导数。

根据链式法则:

因此,隐函数微分法使得求反函数的导数成为可能。

例。

这种形式较复杂。利用几何关系来化简。

图 1:直角三角形,用于说明反正切函数 的求导

在这个三角形中,,所以

由勾股定理,斜边长为:

由此可得

从而

所以,

反函数的图像

。要同时画出 的图像,需要将 写成变量 的函数。若 ,则 ,即交换变量 。如图 2 所示。

图 2:的图像是的图像关于直线的镜像


文章作者: Gustavo
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