在数学中,函数与自变量的函数关系是由一个含和的
方程所确定的,即与的关系隐含在方程中,称这种由未解出因变量的方程所确定的与之间的函数关系为隐函数。
隐函数存在
定理为:设函数在点的某一
邻域内具有连续的
偏导数,且,则方程在点的某一邻域内恒能唯一确定一个连续且具有连续导数的函数满足条件,并有。
隐函数是由隐式
方程所隐含定义的函数。设是某个定义域上的函数。如果存在定义域上的
子集,使得对每个属于,存在相应的满足,则称方程确定了一个隐函数。记为。显函数是用来表示的函数,显函数是相对于隐函数来说的。
对于一个已经确定存在且可导的情况下,我们可以用复合函数求导的链式法则来进行求导。在方程左右两边都对进行求导,由于其实是的一个函数,所以可以直接得到带有 的一个方程,然后化简得到 的表达式。
方法④:把n元隐函数看作()元函数,通过多元函数的
偏导数的商求得n元隐函数的导数。
例如如果不限定函数连续,则式中正负号可以随x而变,因而有无穷个解;如果限定连续,则只有两个解(一个恒取正号,一个恒取负号);如果限定可微,则要排除,因而函数的定义域应是开区间,但仍然有两个解;如果还限定在适合原方程的一个点的邻近范围内,则只有一个惟一的解(当起点在
上半平面时取正号,在下半平面时取负号)。
可见,即使在隐函数难于解出的情形,也能够直接算出它的
导数,唯一的条件是
隐函数理论的基本问题就是:在适合原方程(1)的一个点的邻近范围内,在函数连续可微的前提下,什么样的附加条件能使得原方程(1)确定一个惟一的函数,不仅单值连续,而且连续可微,其
导数由(2)完全确定。隐函数存在
定理就用于断定(3)就是这样的一个条件,不仅必要,而且充分。
设
方程确定是的函数,并且可导。如今可以利用复合函数求导公式求出隐函数对的
导数。
例1 方程 确定了一个以为自变量,以为因变量的数,为了求对的
偏导数,将上式两边逐项对求导,并将看作的复合函数,则有:
即 于是得 从上例可以看到,在等式两边逐项对自变量求
导数,即可得到一个包含的
一次方程,解出即为隐函数的导数。