请问以下结论是否成立:隐函数求导一定无法得到确切解?
首先描述一下“确切解”的含义:对
y=x^2 等式1
求导 得到
y'=2x 等式2
第一个函数我们把它看作静态函数,第二个函数看作动态函数。第一函数在你给定任意x的情况下可以给出一个确定的y。但是无法告诉你x变动对y变动之间的数值关系。第二个函数是动态函数。他同时告诉我们两点,
1、在任何给定的x点,我都可以告诉你x变动带来y的变动是多少。例如当x=5的时,x变动Δ,会带来y变动10Δ。
2、这个变动值Δ足够小时,满足变动后的点还落在y=x^2 的曲线上这一约束条件。
确切解在此的体现是你只需要等式2 :y'=2x。就可以同时满足上述两点。你可以完全无视等式1:y=x^2 ,或者将他盖起来。只看等式2。就可以在给定x的情况下同时满足上述两点。
但是隐函数则无法做到这点例如x^2+y^2=5 等式3
求导得到
y'=-x/y 等式4
这样你无法单独根据等式4给出在指定x的情况下,x变动Δ 会带来y变动多少!例如只看等式4,在给定x=3时,你无法只看等式4回答x变动Δ会带来y变动多少个Δ。你必须要再去看等式3,将x=3代入等式3,得到y=4.然后将x=3,y=4同时代入等式4.我们才能得到结论:在x=3时 x变动足够小的Δ时,y变动 -3/4个Δ
即隐函数求导无法“单独根据导函数的解(等式4)给出指定x时 Δx变动带来的Δy的变动之间的数值关系,必须要将x代入原函数(等式3)求出y以后才能得到最终的数值解 也就是-3/4”,即无法得出像等式2 那样的确切解!
进一步我们可以说得出能得出导函数确切解的(像等式2),其导函数当中同时包含了静态约束关系,和动态约束关系。因为给出x。就可以直接Δx和Δy之间的数值关系。且保证变动后点依然落在原原函数(等式1)上
而无法得出确切解的(像等式4),其导函数当中只包含了动态约束关系的信息,而没有包括静态约束关系的信息。因此只看等式4,你无法得知在x确定的情况下,变动后点要依然落在原函数(等式3)的前提下,Δx和Δy之间的数值关系。
我们是否可以认为以上结论对所有隐函数求导都成立呢?
关键是隐函数跟显函数的界限本身就没有那么明确,比如$x+y=1$难道不是隐函数吗?
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