2023年第4节--隐函数及由参数方程确定的函数的导数--相关变化率.pdf
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1、精品资料 欢迎下载 第四节 隐函数及由参数方程确定的函数的导数 相关变化率 教学目的:熟悉隐函数的概念;掌握隐函数的求导法则;掌握由参数方程所确定的函数的求导方法.教学重点:隐函数的导数;由参数方程所确定的函数的导;相关变化率;对数求导法 教学难点:隐函数和参数方程确定的函数的二阶导数的求法,幂指函数的求导法 教学内容:一、隐函数的导数 显函数 形如 y f(x)的函数称为显函数 例如 y sin x y ln x+e x 隐函数 由方程 F(x y)0 所确定的函数称为隐函数 例如 方程 x y3 1 0 确定的隐函数为 y 31 xy 如果在方程 F(x y)0 中 当 x 取某区间内的任
2、一值时 相应地总有满足这方程的唯一的y 值存在 那么就说方程 F(x y)0 在该区间内确定了一个隐函数 把一个隐函数化成显函数 叫做隐函数的显化 隐函数的显化有时是有困难的 甚至是不可能的 但在实际问题中 有时需要计算隐函数的导数 因此 我们希望有一种方法 不管隐函数能否显化 都能直接由方程算出它所确定的隐函数的导数来 例 1求由方程 e y xy e 0 所确定的隐函数 y 的导数 解 把方程两边的每一项对 x 求导数得 (e y)(xy)(e)(0)即 e y yy xy0 从而 yexyy(x e y 0)例 2求由方程 y5 2y x 3x7 0 所确定的隐函数 y f(x)在 x
3、0 处的导数 y|x 0 解 把方程两边分别对 x 求导数得 5y y2y1 21x 6 0 由此得 2521146yxy 因为当 x 0 时 从原方程得 y 0 所以 21|25211|0460 xxyxy 例 3 求椭圆191622yx在)323 ,2(处的切线方程 解 把椭圆方程的两边分别对 x 求导 得 0928yyx 从而 yxy169 当 x 2 时 323y 代入上式得所求切线的斜率 精品资料 欢迎下载 43|2xyk 所求的切线方程为 )2(43323xy 即03843 yx 解 把椭圆方程的两边分别对 x 求导 得 0928yyx 将 x 2 323y 代入上式得 03141
4、y 于是 k y|x 243 所求的切线方程为 )2(43323xy 即03843 yx 例 4求由方程0sin21yyx所确定的隐函数 y 的二阶导数 解 方程两边对 x 求导 得 0cos211dxdyydxdy 于是 ydxdycos22 上式两边再对 x 求导 得 3222)cos2(sin4)cos2(sin2yyydxdyydxyd 隐函数求导方法小结:(1)方程两端同时对x求导数,注意把y当作复合函数求导的中间变量来看待.(2)从求导后的方程中解出y来.(3)隐函数求导允许其结果中含有y.但求某一点的导数时不但要把x值代进去,还要把对应的y值代进去.对数求导法 这种方法是先在 y
5、 f(x)的两边取对数 然后再求出 y 的导数 设 y f(x)两边取对数 得 ln y ln f(x)两边对 x 求导 得 )(ln1xfyy y f(x)ln f(x)化率对数求导法教学难点隐函数和参数方程确定的函数的二阶导数的求当取某区间内的任一值时相应地总有满足这方程的唯一的值存在那么就函数的导数因此我们希望有一种方法不管隐函数能否显化都能直由方程精品资料 欢迎下载 对数求导法适用于求幂指函数 y u(x)v(x)的导数及多因子之 积和商的导数 例 5求 y x sin x(x0)的导数 解法一 两边取对数 得 ln y sin x ln x 上式两边对 x 求导 得 xxxxyy1s
6、inlncos1 于是 )1sinln(cosxxxxyy )sinln(cossinxxxxxx 解法二 这种幂指函数的导数也可按下面的方法求 y x sin x e sin x ln x )sinln(cos)ln(sinsinlnsinxxxxxxxeyxxx 例 6 求函数)4)(3()2)(1(xxxxy的导数 解 先在两边取对数(假定 x4)得 ln y21ln(x 1)ln(x 2)ln(x 3)ln(x 4)上式两边对 x 求导 得 )41312111(211xxxxyy 于是 )41312111(2xxxxyy 当 x1 时 )4)(3()2)(1(xxxxy 当 2x3 时
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