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隐函数和由参数方程所确定的函数的导数

时间:2022-04-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:前面所遇到的函数y都可由自变量x的解析式y=f(x)来表示,这种函数称为显函数.如果变量x与y之间的函数关系由一个含x和y的方程F(x,y)=0给出,那么称这种函数为由方程F(x,y)=0所确定的隐函数.例如,在方程x-y3=1中,给x以任一确定值,相应地可确定y值,从而由方程确定函数y=f(x).这个函数就称为由x-y3=1确定的隐函数.把一个隐函数

前面所遇到的函数y都可由自变量x的解析式y=f(x)来表示,这种函数称为显函数.如果变量x与y之间的函数关系由一个含x和y的方程F(x,y)=0给出,那么称这种函数为由方程F(x,y)=0所确定的隐函数.

例如,在方程x-y3=1中,给x以任一确定值,相应地可确定y值,从而由方程确定函数y=f(x).这个函数就称为由x-y3=1确定的隐函数.

可对方程y2=x两边求关于x的导数,把y=f(x)当作x的可导函数来处理:

所以

解 对方程两边关于x求导,注意y为x的函数,得

所以

解 方程两边对x求导,得

将x=0代入原方程,得y(0)=-1.再将它们代入上式,得

y′(0)=2.

解 方程两边对x求导,得

于是

再对x求导,得

有时在求函数y=f(x)的导数时,利用所谓对数求导法较为简便.这种方法是先在y=f(x)的两边取对数,然后利用隐函数微分法求出y的导数.

解 取对数,得

两边对x求导数,得

解 这是一个幂指函数,为此取对数

ln y=x(ln|x|-ln|1+x|),

两边对x求导数,得

所以

如果参数方程

确定了y是x的函数,则称此函数为由参数方程(1)所确定的函数.

设函数x=φ(t)有反函数t=φ-1(x),那么由参数方程(1)所确定的函数可以看成是由函数y=ψ(t),t=φ-1(x)组成的复合函数

y=ψ[φ-1(x)].

现在来计算这个复合函数的导数.假设函数x=φ(t),y=ψ(t)都可导,而且φ′(t)≠0.于是根据复合函数的求导法则与反函数的求导法则,就有

上式也可写成

式(2)就是由参数方程(1)所确定的函数的求导公式.

例7 已知椭圆的参数方程

曲线在点M处的切线斜率为

所以椭圆在点M处的切线方程为

例8 求由参数方程

2.试用对数求导法求下列函数的导数:

3.求由方程x2+y2=R2所确定的隐函数y(x)的二阶导数.

6.证明曲线

上任一点的法线与原点距离等于a.

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