2.4.1 隐函数的求导法则
1.隐函数求导法
一般地,如果变量x,y之间的函数关系由方程F(x,y)=0所确定,那么这种函数就叫作由方程所确定的隐函数.把一个隐函数化成显函数,叫作隐函数的显化.如由方程x+y3-1=0解出.但有些隐函数显化很困难,甚至无法显化为初等函数,如x+y-exy=0,那么这样的函数怎样求导呢?
方法就是:方程两边同时对x求导,且y是x的函数;遇到含y的函数,要按复合函数求导法则进行求导.
例如,(siny)′=cosy·y′,特殊地,当y=x时,(sinx)′=cosx·(x)′=cosx.
下面通过几个具体的例子来说明这个方法.
例1 求由方程y6-3x2+6x3y2=0所确定的隐函数y=y(x)的导数y′.
解 方程两边同时对x求导,可得
6y5·y′-6x+6(3x2·y2+x3·2y·y′)=0,
由上式解出y′,便得隐函数的导数为
例2 求由方程x+y-exy=0所确定的隐函数y=y(x)的导数y′x,并求y′x(0).
解 方程两边同时对x求导,可得
1+y′-exy·(xy)′=0,
即
1+y′-exy·(y+xy′)=0,
由上式解出y′,便得隐函数的导数为
当x=0时,代入x+y-exy=0,得y=1,代入y′,得
y′x(0)=0.
例3 求椭圆在点M处的切线方程.
解 椭圆方程两边同时对x求导,可得
由上式解出y′,便得隐函数的导数为
所以椭圆在点 处的切线方程为
2.取对数求导法
根据隐函数的求导方法,还可以得到一个简化求导运算的方法,即取对数求导法.它适合于由几个因式通过乘、除、乘方、开方所构成的比较复杂的函数(包括幂指型函数y=u(x)v(x))的求导.这个方法是先取对数,再化乘、除为加、减,化乘方、开方为乘积,然后利用隐函数的求导方法求导.
例4 求下列函数的导数.
(1); (2)y=xsinx(x>0,x≠1).
解 (1)先在等式两边取绝对值,再取对数,得
两边同时对x求导,得
所以
(2)这是幂指型函数,对y=xsinx两边取对数,得
lny=sinxlnx,
两边同时对x求导,得
所以