函数公式网 隐函数求导 永远一如既往——隐式函数推导和洛比塔法则

永远一如既往——隐式函数推导和洛比塔法则

这是“机器学习中的数学基础”的第 13 部分和微积分的第 6 部分。

今天,我们就来看看几个求导的魔术,让你在不知不觉中掌握微分的高深技巧。

话不多说,先来看看隐函数是怎么推导的。 那么什么是隐函数呢? 例如x² y²=1,它不用y=f(x)的显式表示,所以称为隐函数。 我们先画出它的形象:

如上图,我们画了一个单位圆,现在要求A(a,b)点的导数,怎么办? 有人说我们可以把x²y²=1写成y=f(x)的形式,然后求导。 是的,但是由于转换次数太多,操作起来很麻烦。 有没有更简洁的方法?

对,就是对等式两边同时求导。 我们可以得到:2xdx 2ydy=0。 然后,我们化简为导数形式,即dy/dx=-x/y (1)。 这就是我们要求的结果,也就是说对某一个点A(a,b)求导相当于将该点的坐标(a,b)代入式(1),可以得到 .

你看,是不是很方便?

接下来,让我们看看洛比塔定律。 这条法律是干什么用的? 用于求函数在某一点的极限。 比如我们要求函数y=x³在x=0处的极限,直接将x=0代入函数,得到的值为0,这就是求的极限。

但有时,比如我们求y=sinx/x的极限在x=0,代入x=0后,发现分子和分母都为0,没有意义; 另一种情况是求y=xlnx 在x=0 处的极限,代入x=0 后,形式为0·∞,不能直接代入解。 那么这两种情况我们应该怎么办呢?

先看第一个0/0公式,我们可以直接微分函数y=sinx/x的分子和分母,因为sinx和x这两个函数在x=0的导数有 与 x=0 处的极限意义相同。 因此求导后可得cosx/1=cosx。 然后代入x=0得到1。所以y=sinx/x在x=0的极限为1。

看第二种情况,y=xlnx可以写成lnx/x^ -1。 代入x=0,发现分子和分母都是∞,所以可以转化为∞/∞的形式。 这种情况下,我们还是分别对分子和分母求导,可以得到:

将x=0代入上式,结果为0,所以y=xlnx的极限在x=0 为0。

今天就到此为止,欢迎大家留言讨论。

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研究生数学:隐式函数推导

高等数学中隐函数的推导

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