📜  隐分化

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:54:16.024000             🧑  作者: Mango

隐分化

隐式微分是一种利用链式法则来区分隐式定义函数的方法。明确地找到函数然后进行微分一般不容易。相反,我们可以完全微分 f(x, y) 并求解方程的其余部分以找到 dy/dx 的值。即使可以显式求解原始方程,由全微分得出的公式通常也更简单且更易于使用。在跳到主题之前,让我们看一个示例问题。这将帮助您非常容易地理解这些概念。

问题:求以原点为圆心的圆上任意一点的切线斜率方程?

解决方案:

基本前提

  • 链式法则:链式法则是计算复合函数导数的公式。也就是说,如果 f 和 g 是可微函数,那么链式法则将它们的复合 f ∘ g 的导数表示为: f(g(x))' = f'(g(x)) * g'(x)
  • 隐式与显式函数:函数可以是显式的或隐式的:
    • 显式: y = f(x) 例如 y = x 2
    • 隐式: f(x, y) = 0 例如 y + x 2 = 5

这里我们只用了 2 个变量 x 和 y 来定义隐式函数。但是你可以有任意数量的变量。

求解隐式微分的方法

  • 对等式两边对 x 求微分。
  • 遵循差异化规则。
  • 使用链式法则来区分涉及 y 的表达式。
  • 求解 dy/dx 的方程。

现在,我们将使用隐式微分来解决上述问题。

解决方案:

我们已经成功地证明了隐式和显式微分给出了相同的结果。让我们看一些更多的例子来清楚地理解这个概念。有时,隐式方式在显式方式很难或不可能的情况下起作用。在以下所有示例中,我们必须找到 dy/dx 的值。

例子

示例 1:求 y + x + 5 = 0 的导数?

解决方案:

示例 2:求 y 5 – y = x 的导数?

解决方案:

示例 3:求 10x 4 – 18xy 2 + 10y 3 = 48 的导数?

解决方案:

示例 4:求 x 4 + 2y 2 = 8 的导数?

解决方案:

示例 5:求 y = sin -1 (x) 的导数?

解决方案:

概括

隐式求导数(当函数不能轻易求解 y 时很有用):

  • 关于 x 的微分
  • 收集一侧的所有 dy/dx
  • 求解 dy/dx

隐式微分可以帮助我们解决反函数。要导出反函数,请在没有反函数的情况下重述它,然后使用隐式微分。