第二章导数与微分第三节导数的运算。
一、隐函数求导法。
前面我们所遇到的函数都是yf(x)的形式,就是因变量y可由自变量x的数学式子直接表示出来的函数,叫做显函数。例如:
ycosx,yln(1
1x)等。但是有些函数的表达方式却不。
是这样,例如方程xy10与exy0也表示一个函数,y
因为当自变量x在(,)内取值时,变量y有唯一确定的值与之对应,这样的函数称为隐函数。
一般地,如果变量x,y之间的函数关系是由某一个方程。
f(x,y)0所确定,那么这种函数就叫做由方程所确定的隐函数。
把一个隐函数化为显函数,叫做隐函数的显化。例如由方程。
xy10解出y
1x,就把隐函数化为了显函数,但有的。
y隐函数不易显化甚至不可能显化。例如,由方程exy0所确定的隐函数就不能用显式表示出来。
对于由方程f(x,y)0所确定的隐函数求导当然不能完全寄希望于把它显化,关键是要能从f(x,y)0直接把。
dydx求出来。
我们知道,把方程f(x,y)0所确定的隐函数yf(x)代入原方程,结果是恒等式f[x,f(x)]0.把这个恒等式的两端对x求导,所得到的结果也必然相等,但应注意,左端f[x,f(x)]是将。
yf(x)代入f(x,y)后所得到的结果,所以,当方程f(x,y)0
两端对x求导时,要记住y是x的函数,然后用复合函数求导法去求导,这样便可得到欲求的导数。
例1:求由方程xyexey0所确定的隐函数的导数解:把方程xyexey0的两端同时对x求导,得yxy'eey'0,dydx
eyexyxxy
dydx由上式解出y'.
dydx例2:求由方程xylny1所确定的隐函数的导数解:把方程xylny1的两端同时对x求导,y'ydydx
得yxy'0,由上式解出y'y
1xy例3:求曲线xy2x3y20的切线,使该切线平行于直线2xy10.
解:由隐函数求导法有2x2yy23y0,22x2y3
所以曲线切线的斜率为y,设切点坐标为(x0,y0),则有x0y02x03y020,①又知所求切线平行于直线2xy10,所以。
yxy022x02y03
联立①、②解得切点坐标为(2,1)和(0,2),因此,所求切线方程为y12(x2)和y22(x0),即2xy3和2xy2.
二、对数求导法。
对函数先取对数,化乘、除为加、减,化乘方、开方为乘积,然后利用隐函数求导法求导,我们把这种方法称为对数求导法。
例4:设y(x1)3(3x1)(x2),求y'.解:先在等式两边取绝对值,再取对数,得lnylnx1
ln3x1
lnx2,2
两端对x求导,得。1x1
y'y31x11
33x1).
3x2故。
y'y(33x1
3x2x1)3(3x1)(x2)[
1x123x1
13(x2)
x例5:已知y
x(x1)(x2)
求y.1x
解:两边取对数,得lny两边对x求导,得。1yy1x
lnxln(x1)2ln(x2),2
lnxln(x1)2ln(x2)]
112x2[2],xxx1x2
x故yx(x1)(x2)
1xlnx(x1)(x2)
1x2x12x(x2)
例6:求由下列方程所确定的函数的导数。(1)y(cosx)sinx(2)xyyx.
解:(1)两边同时取对数,得lnysinxlncosx,两边同时对x求导,得。
y'ycosxlncosxsinx
sinxcosx
cosxlncosxsinxtanx,故y'(cosx)
sinxcosxlncosxsinxtanx).
2)两边同时取对数,得ylnxxlny,yx
xylnyyxylnxx
小结:对数求导法适合两类函数的求导:(1)幂指函数,(2)函数是由几个初等函数经过乘、除、乘方、开方构成的。
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