logo
Vyshka

36) Производная неявной функции

о многих задачах функция  y(x) задана невным образом. Например, для приведенных ниже функций невозможно получить зависимость y(x) в явном виде. Алгоритм вычисления производной  y'(x) от неявной функции выглядит следующим образом: Сначала необходимо продифференцировать обе части уравнения по отношению к x, предполагая, что y - это дифференцируемая функция x и используя правило вычисления производной от сложной функции;Решить полученное уравнение относительно производной  y'(x).Рассмотрим для иллюстрации несколько примеров.    Пример 1 Продифференцировать функцию y(x), заданную уравнением . Решение. Продифференцируем обе части уравнения по переменной x:

     

что приводит к результату

      Пример 2 Вычислить производную функции y(x), заданной уравнением при условии y = 1. Решение. Дифференцируем обе части уравнения по x (левую часть дифференцируем как сложную функцию):   Если y = 1, то из исходного уравнения находим    

Подставим в уравнение (1) значения x = −1 и y = 1. В результате получаем

      Отсюда следует, что y' = 0 при y = 1. Пример 3 Дано уравнение окружности x 2 + y 2 = r 2 с центром в начале координат и радиусом r. Найти производную y'(x).

Решение.

Продифференцируем по x обе части уравнения:

     

В данном случае мы можем получить и явное выражение для производной. Например, для верхней полуокружности, зависимость y(x) имеет явный вид . Отсюда находим, что производная равна       Пример 4 Найти уравнение касательной к кривой x 4 + y 4 = 2 в точке (1;1). Решение.

Продифференцируем обе части уравнения кривой по x:

      Тогда . В точке (1;1) соответственно находим, что y'(1) = −1. Следовательно, уравнение касательной в данной точке имеет вид