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隐函数微分法

2.
定理5.4(隐函数存在定理4)设 、 在点 的某一邻域内满足:
①具有对各个变量的一阶连续偏导数,
② ,
③ ,
则方程组 在点 的某一邻域内恒能唯一确定一组单值连续且具有连续偏导数的函数 ,它们满足条件 , ,并有

定理的证明从略,仅推导偏导数公式如下:(同时也提供了一种比较实用的方法)
设方程组 有隐函数组 则
说明:
1)定理的条件是充分的,如方程 在原点 不满足条件③,但它仍能确定唯一单值连续且可导函数
2)若③换成 ,则确定隐函数 在点 可导,且
定理的证明从略,仅对公式(1)作如下推导:
设方程 在点 的某一邻域内确定一个具有连续导数的隐函数 ,则有恒等式
两边对x求导,得 由 ,得 。
例1验证方程 在点 的某邻域内能唯一确定一个单值可导且
.-隐函数微分法
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第五节隐函数微分法
教学目的:(1)了解隐函数存在定理的条件与结论;
(2)会求隐函数的导数和偏导数。
教学重点:方程、方程组确定的二元隐函数的偏导数或全微分计算。
将所给方程的两边对 求导,用同样的方法可得
解3:(用全微分法)
方程组两边求全微分,得

解得:
所以,有
内容小结:
隐函数的求导法则(分以下几种情况):
; ;3. 4. .
思考题:已知 ,其中 为可微函数,求
解答:z
作业:练习册P16---P19.
两边对x求偏导得 (这是关于 , 的线性方程组)
在点P的某邻域内,系数行列式 故得

同理可得 ,
例5:设 ,,求 .
解1:直接代入公式;
解2:方程两边对 求导:

ห้องสมุดไป่ตู้在 的条件下,
例6:设 , ,求 , , 和 .
解1:直接代入公式;
解2:运用公式推导的方法,将所给方程的两边对 求导并移项得
在 的条件下,
, .
定理的证明从略,偏导公式与一元隐函数类似,请自己推导.
例3设 ,求 .
解:令 则
例4设 ,求 , , .
思路:把 看成 的函数对 求偏导数得 ,把 看成 的函数对 求偏导数得 ,把 看成 的函数对 求偏导数得 .
解:令 则
把 看成 的函数对 求偏导数得
整理得
把 看成 的函数对 求偏导数得
整理得
时 的隐函数 ,并求这函数的一阶和二阶导数在 的值.
解:令 ,则
依定理知方程 在点 的某邻域内能唯一确定一个单值可导、且 时
的函数 .函数的一阶和二阶导数为
例2已知 ,求 .
解:令 则
所以
定理5.2(隐函数存在定理2)设函数 在点 的某一邻域内满足:
①具有连续的偏导数,
② ,
③ ,
则方程 在点 的某一邻域内恒能唯一确定一个单值连续且具有连续偏导数的函数 ,它满足条件 ,并有
教学难点:方程、方程组确定的二元隐函数的偏导数或全微分计算。
教学方法:讲练结合
教学时数:2课时
一、一个方程的情形
定理5.1 (隐函数存在定理1)设函数 在点 的某一邻域内满足:
①具有连续的偏导数 ,
② ,
③ ,
则方程 在点 的某一邻域内恒能唯一确定一个单值且具有连续导数的函数 ,它满足条件 ,并有
. (1)
把 看成 的函数对 求偏导数得
整理得
二、方程组的情形
为了叙述方便,引入雅可比(Jacobi)行列式:

定理5.3(隐函数存在定理3)设 、 在点 的某一邻域内满足:
①具有对各个变量的一阶连续偏导数,
② ,
③ ,
则方程组 在点 的某一邻域内恒能唯一确定一组单值连续且具有连续偏导数的函数 ,它们满足条件 , ,并有
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