人工智慧數學基礎03之 隱函式推導

2021-09-05 12:01:08 字數 1027 閱讀 6310

什麼是隱函式?

如果方程f(x,y)=0能確定y是x的函式,那麼稱這種方式表示的函式是隱函式。

本質上f(x,y)=0函式y=f(x)是一樣的,但是在數學理論中,總有一些函式,人們已經證明它們的函式關係,但是還是無法表示成顯函式的形式,就叫做隱函式。隱函式一般是乙個含x,y的方程如ey+x2+x=0這種形式,由於形式複雜,y不容易變形為用含x的式子表示,即不易表示為y=f(x),但如果能確定對於x的每一取值,y都有唯一確定的值與它對應的話,y就是x的函式關係,但這樣的關係隱含在方程中,不容易寫成明顯的函式關係的形式,所以稱隱函式。

隱函式存在定理1:

設函式f(x,y)在點p(x0,y0)的某一鄰域內具有連續的偏導數,且f(x0,y0)=0,fx(x0,y0)≠0,則方程f(x,y)=0在點(x0,y0)的某一鄰域內恒能唯一確定乙個連續且具有連續導數的函式y=f(x),它能滿足條件y0=f(x0),並有

(1) 式就是隱函式的求導公式,對式(1)作如下推導: 將

y=f(x),f(x,y)=0聯立有

f(x,f(x)) ≡0,其左端可以看做是x的乙個復合函式,求這個函式的全導數,由於恒等式兩端求導後仍然恒等,即得

因為fy連續,且fy(x0,y0) ≠0,隨意存在(x0,y0)的乙個鄰域,在這個鄰域內fy≠0,於是得出(1)式

隱函式存在定理2:

設函式f(x,y,z)在點p(x0,y0,z0)的某一鄰域內具有連續的偏導數,且f(x0,y0,z0)=0,fx(x0,y0,z0)≠0,則方程f(x,y,z)=0在點(x0,y0,z0)的某一鄰域內恒能唯一確定乙個連續且具有連續導數的函式z=f(x,y),它能滿足條件z0=f(x0,y0),並有

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