隐函数的二阶导数怎么解?

2024-11-05 07:22:05
推荐回答(4个)
回答1:

隐函数是二元二次隐函数,举例说明x^2+4y^2=4.

对方程两边同时求导得到:

2x+8yy'=0

y'=-x/4y

对y'再次求导得到:

y''=-(4y-x*4y')/(4y)^2

=4(xy'-y)/16y^2

=(xy'-y)/4y^2

=[(-x^2/4y)-y)]/4y^2 (此步骤是代入y'的结果.)

=-(x^2+4y^2)/16y^3 (此步骤是代入方程x^2+4y^2=4.)

=-4/16y^3

=-1/4y^3

所以:d^2y/dx^2=-1/4y^3

二阶导数,是原函数导数的导数,将原函数进行二次求导。一般的,函数y=f(x)的导数y‘=f’(x)仍然是x的函数,则y’=f‘(x)的导数叫做函数y=f(x)的二阶导数。在图形上,它主要表现函数的凹凸性。

如果方程F(x,y)=0能确定y是x的函数,那么称这种方式表示的函数是隐函数。而函数就是指:在某一变化过程中,两个变量x、y,对于某一范围内的x的每一个值,y都有确定的值和它对应,y就是x的函数。这种关系一般用y=f(x)即显函数来表示。F(x,y)=0即隐函数是相对于显函数来说的。 

扩展资料:

如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么对于区间I上的任意x,y,总有:f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2],如果总有f''(x)<0成立,那么上式的不等号反向。 

几何的直观解释:如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。

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x进行求导,由于y其实是x的一个函数,所以可以直接得到带有 y' 的一个方程,然后化简得到 y' 的表达式。

隐函数导数的求解一般可以采用以下方法:

方法①:先把隐函数转化成显函数,再利用显函数求导的方法求导;

方法②:隐函数左右两边对x求导(但要注意把y看作x的函数);

方法③:利用一阶微分形式不变的性质分别对x和y求导,再通过移项求得的值;

方法④:把n元隐函数看作(n+1)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。

举个例子,若欲求z = f(x,y)的导数,那么可以将原隐函数通过移项化为f(x,y,z) = 0的形式,然后通过(式中F'y,F'x分别表示y和x对z的偏导数)来求解。

参考资料:百度百科——二阶导数

参考资料:百度百科——隐函数

回答2:

本题所给的隐函数是二元二次隐函数,x^2+4y^2=4.
对方程两边同时求导得到:
2x+8yy'=0

y'=-x/4y
对y'再次求导得到:
y''=-(4y-x*4y')/(4y)^2
=4(xy'-y)/16y^2
=(xy'-y)/4y^2
=[(-x^2/4y)-y)]/4y^2 (此步骤是代入y'的结果.)
=-(x^2+4y^2)/16y^3 (此步骤是代入方程x^2+4y^2=4.)
=-4/16y^3
=-1/4y^3.
所以:d^2y/dx^2=-1/4y^3.

回答3:

恰巧答主在最近的测试中遇到了相似的问题. 为了便于理解,答主将试题原答案稍作了修改.

题目及答案,使用 MathType 3.0 编辑

若要真正求出二阶导函数,需将 y' 从式子 1 分离出来,将其和 y 关于 x 的表达式代入到式子 2 中. 由于本题函数较为复杂,答主在此省略该步.

回答4: