Ako implicitne rozlišujete -1 = xy ^ 2 + x ^ 2y-e ^ y-sec (xy)?

Ako implicitne rozlišujete -1 = xy ^ 2 + x ^ 2y-e ^ y-sec (xy)?
Anonim

odpoveď:

Začnite s

# -1 = x y ^ 2 + x ^ 2 y - e ^ y - s (xy) #

Poďme vymeniť secant za kosínus.

# -1 = x y ^ 2 + x ^ 2 y - e ^ y -1 / cos (xy) #

Teraz sme sa derivát wrt x na obe strany!

# d / dx -1 = d / dx (x y ^ 2 + x ^ 2 y - e ^ y -1 / cos (xy)) #

Derivácia konštanty je nula a derivácia je lineárna!

# 0 = d / dx (x y ^ 2) + d / dx (x ^ 2 y) - d / dx (e ^ y) -d / dx (1 / cos (xy)) #

Teraz používame pravidlo produktu len na prvé dva výrazy, ktoré dostaneme!

# 0 = {d / dx (x) y ^ 2 + xd / dx (y ^ 2)} + {d / dx (x ^ 2) y + x ^ 2 d / dx y} - d / dx (e ^ y) -d / dx (1 / cos (xy)) #

Ďalšie veľa a veľa zábavy s reťazcom pravidlo! Pozrite sa na posledné obdobie!

(tiež robí jednoduché x deriváty)

# 0 = {1 * y ^ 2 + x * (d / dy y ^ 2) * dy / dx} + {2x * y + x ^ 2 * d / dy y * dy / dx} - {d / dy e ^ y} {dy / dx} #

# -d / {d cos (xy)} (cos (xy)) ^ (- 1) * d / {d xy} cos (xy) * d / dx {xy} #

Urobiť niektoré z týchto y derivátov, xy derivátov a cos (xy) derivátov tiež robí pravidlo produktu a reťazec pravidlo ešte raz na poslednú časť posledného obdobia.

# 0 = {y ^ 2 + x * 2 * y * dy / dx} + {2xy + x ^ 2 * 1 * dy / dx} - e ^ y {dy / dx} #

# - (-1) (cos (xy)) ^ (- 2) * - sin (xy) * (dx / dx y + x dy / dy dy / dx) #

Urobte trochu a dokončite všetky deriváty

# 0 = y ^ 2 + 2xy dy / dx + 2xy + x ^ 2 dy / dx - e ^ y dy / dx #

# - (h (xy) / cos ^ 2 (xy)) (y + x dy / dx) #

Teraz oddeliť na termín s # Dx / dy # a bez

# 0 = y ^ 2 + 2xy - y h (xy) / cos ^ 2 (xy) + #

# 2xy dy / dx + x ^ 2 dy / dx - e ^ y dy / dx - x h (xy) / cos ^ 2 (xy) dy / dx #

Prineste všetko bez # Dy / dx # na jednej strane a kolekciu podobných výrazov na strane druhej

# y h (xy) / cos ^ 2 (xy) - y ^ 2 - 2xy = #

# (2xy + x ^ 2 - e ^ y - x h (xy) / cos ^ 2 (xy)) dy / dx #

Rozdeľte ho, aby ste ho našli # Dy / dx #

# dy / dx = {y h (xy) / cos ^ 2 (xy) - y ^ 2 - 2xy} / {2xy + x ^ 2 - e ^ y - x h (xy) / (xy)} #

To bolo veľmi dlhé!

vysvetlenie:

Šiel s veľmi dlhé vysvetlenie s jednoduchým príkladom, pretože implicitné diferenciácie môže byť zložité a reťazec pravidlo je veľmi veľmi dôležité.

Musíte použiť asi tri pravidlá BIG Calculus na vyriešenie tohto a troch špecifických funkcií derivácie.

1) Linearita derivátu.

# d / dx (A + B + C + D) = d / dx (A) + d / dx (B) + d / dx (C) + d / dx (D) #

2) Pravidlo výrobku.

# d / dx (f (x) * g (x)) = (f (x)) * d / dx g (x) + (d / dx f (x)) * g (x) #

3) Najdôležitejším konceptom v implicitnej diferenciácii je zďaleka

pravidlo reťazca, Pre zložené funkcie, funkcie iných funkcií, # F (u (x)) # máme, # d / dx (f (u (x))) = d / {du} f (u (x)) du / dx #.

Môžete s tým pokračovať

# d / dx (f (u (y (x)))) = d / {du} f (u) {du} / {dy} {dy} / {dx} #, a ďalej a ďalej a ďalej. Poznámka # Dx / dx = 1 #.

Príklad: Ak máte funkciu funkcie # F (u) # kde # U # je funkcia #X#, tj # F (x) = sqrt (1-x ^ 2) # (Tu # F (u) = sqrt (u) # a #u (x) = 1-x ^ 2 #.

# d / dx sqrt (1-x ^ 2) = d / dx (1-x ^ 2) ^ {1/2} = (d / {du} (u ^ {1/2})) * (d / dx (1-x ^ 2)) #

# = 1/2 (u ^ {- 1/2}) * (-2x) # odvolanie # U = (1-x ^ 2) #

# = - x (1-x ^ 2) ^ {- 1/2} = -x / {sqrt (1-x ^ 2} #

Výrazy pre špecifické typy funkcií.

A) Ako vziať deriváciu mocenských funkcií, #f (x) = c x ^ n #.

# d / dx (c * x ^ n) = c * n * x ^ {n-1} #

B) Ako vziať deriváciu # E ^ x #.

# d / dx (e ^ x) = e ^ x # <- nudný eh?

C) Ako vziať deriváciu (x) # pretože # s (x) = 1 / {cos (x)} #.

# d / dx (cos x) = - h x x

Kľúčom k implicitnej diferenciácii je použitie pravidla reťazca, aby sa derivácia wrt x a funkcie oboch x a y, ako kruh.

# 9 = x ^ 2 + y ^ 2 #

# d / dx 9 = d / dx (x ^ 2 + y ^ 2) = d / dx (x ^ 2) + d / dx (y ^ 2) #

# 0 = 2x + d / dy y ^ 2 * dy / dx #

# 0 = 2x + 2y * dy / dx #

# -2x = 2y * dy / dx #

# dy / dx = -x / y #