高等数学B资料:201400808博文(参数方程确定的函数的导数)
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一、概述从高中开始学习数学,我们就被教导如何求解代数函数的导数。
但是在高等数学领域,我们还需要学会如何求解由参数方程确定的函数的导数。
参数方程在描述曲线、曲面等几何图形时具有独特的优势,因此求解由参数方程确定的函数的导数是十分重要的。
二、参数方程的定义参数方程是由参数对确定的函数,其自变量和因变量均为参数。
常见的参数方程形式可表示为$x=f(t)$,$y=g(t)$,其中$x$和$y$分别是$t$的函数。
参数方程的优点在于能够将几何问题转化为代数问题,简化问题的求解过程。
三、从参数方程求导的基本方法1. 链式法则当我们需要求解由参数方程确定的函数的导数时,可以利用链式法则。
设有参数方程$x=f(t)$,$y=g(t)$,需求解函数$y$关于$x$的导数$\frac{dy}{dx}$。
根据链式法则,我们有$\frac{dy}{dx}=\frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}$。
通过对参数$t$的求导,我们可以得到$y$关于$x$的导数。
2. 极限定义法我们也可以利用极限定义法来求解由参数方程确定的函数的导数。
设有参数方程$x=f(t)$,$y=g(t)$,需求解函数$y$关于$x$的导数$\frac{dy}{dx}$。
我们可以将$\frac{dy}{dx}$表示为$\lim_{\Delta t\to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$,其中$\Delta t$趋近于$0$。
通过极限的定义,我们可以求得函数$y$关于$x$的导数。
四、实例分析为了更好地理解从参数方程求导的方法,我们通过实例来进行分析。
假设有参数方程$x=2t$,$y=t^2$,我们需要求解函数$y$关于$x$的导数。
根据链式法则,我们有$\frac{dy}{dx}=\frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}$,代入参数方程得$\frac{dy}{dx}=\frac{2t}{2}=\frac{t}{1}=t$。
由参数方程所确定的函数的导数参数方程是一种用参数表示的函数形式,其中自变量由一个或多个参数来决定。
因此,参数方程所确定的函数的导数可以通过链式法则来求解。
假设我们有一个参数方程:x=f(t)y=g(t)其中,x和y是关于t的函数。
我们要求的是函数 y 对 x 的导数,也就是 dy/dx。
根据链式法则,我们可以写出如下关系:dy/dx = dy/dt / dx/dt然后,我们可以分别求 dy/dt 和 dx/dt 的值,并将它们代入到上式中,进一步计算出 dy/dx。
假设函数f(t)和g(t)是可以被微分的,那么我们可以得到:dx/dt = f'(t)dy/dt = g'(t)其中,f'(t)和g'(t)表示f(t)和g(t)的导数。
将 dx/dt 和 dy/dt 的值带入到 dy/dx 的表达式中,我们可以得到:dy/dx = dy/dt / dx/dt = g'(t) / f'(t)这样,我们就得到了函数y对x的导数。
这个导数可以看作是一个对于参数t的函数。
需要注意的是,上述推导只适用于单变量的情况,也就是参数方程中只有一个参数t。
如果有多个参数,我们需要对每个参数分别求导,并做相应的处理。
现在,让我们来看一个具体的例子,以便更好地理解。
假设有一个参数方程:x = cos(t)y = sin(t)我们的目标是求 dy/dx。
首先,我们求 dx/dt 和 dy/dt:dx/dt = -sin(t)dy/dt = cos(t)然后,我们将 dx/dt 和 dy/dt 的值代入到 dy/dx 的表达式中:dy/dx = dy/dt / dx/dt = cos(t) / (-sin(t))因此,函数 y 对 x 的导数为 -cot(t),也就是 -1/tan(t)。
通过上述计算,我们可以发现,导数 -cot(t) 是对参数 t 的函数,而不是对 x 的函数。
第四节隐函数及由参数方程所确定的函数的导数.docx第四节隐函数及由参数方程所确定的函数的导数教学目的:掌握隐函数和参数方程确定的函数的求导方法,会求其一二阶导数教学重点:隐函数求导教学难点:隐函数和参数方程确定的函数的二阶导数的求法,幕指函数的求导法教学内容:一、隐函数的导数函数y二/(兀)表示两个变量y与兀之间的对应关系,这种对应关系可以用各种不同方式表达。
前面我们遇到的函数,例如y = sinx, y = lnx +J1-兀?等,这种函数表达方式的特点是:等号左端是因变量的符号,而右端是含有自变量的式子,当自变量取定义域内任一值时,由这式子能确定对应的函数值。
用这种方式表达的函数叫做显函数。
有些函数的表达方式却不是这样,例如,方程兀+b_l = O表示一个函数,因为当变量%在(-oo, + oo)内取值时,变量y有确定的值与之对应。
例如,当兀=0时,y = l;当x = -l时,y =迈,等等。
这样的函数称为隐函数。
一般地,如果在方程F(x, y) = 0中,当兀取某区间内的任一值时,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。
例如从方程x+/-l = 0解出歹=旳二匚,就把隐函数化成了显函数。
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°下面通过具体例子来说明这种方法。
例1:求由方程e y+xy^-e = 0所确定的隐函数y的导数牛。
解:我们把方程两边分别对x求导数,注意y是x的函数。
方程左边对x求导得dx V dx dx方程右边对求导得(0)' = 0。
由于等式两边对x的导数相等,所以4+y + Q = 0,dx dx从而—= ------ - (X + £ ' 工0)。
由参数方程所确定的函数的导数要计算由参数方程确定的函数的导数,我们需要首先了解什么是参数方程以及导数的定义。
参数方程是一种将自变量表示为另外两个变量的函数形式。
通常用参数$t$来表示自变量,然后用$某$和$y$分别表示与$t$相关的两个函数。
也就是说,我们可以将参数方程表示为$某=f(t)$和$y=g(t)$。
导数是用来描述函数在给定点的切线斜率的概念。
对于参数方程定义的曲线,我们要计算的是曲线上每个点处的切线斜率。
为了计算参数方程定义的函数的导数,我们需要使用链式法则。
假设参数方程为$某=f(t)$和$y=g(t)$,且$t$是已知变量。
我们可以将参数方程表示为一个复合函数$y=g(f^{-1}(某))$,其中$f^{-1}$表示函数$f$的反函数。
那么根据链式法则,导数可以表示为:$\frac{{dy}}{{d某}}=\frac{{dy}}{{dt}}\cdot\frac{{dt}}{{d 某}}$其中$\frac{{dy}}{{dt}}$和$\frac{{dt}}{{d某}}$分别是函数$y$和$t$关于变量$t$的导数,以及函数$某$和$t$关于变量$t$的导数。
通过求导法则,我们可以将上述等式化简为:$\frac{{dy}}{{d某}}=\frac{{g'(t)}}{{f'(t)}}$这意味着要计算参数方程所确定函数的导数,我们可以首先计算$某=f(t)$和$y=g(t)$的导数,然后将结果代入上述等式进行计算。
这个计算过程可能会因具体问题而有所不同,所以我无法给出具体的步骤。
但是,上述推导是计算由参数方程所确定函数的导数的一般方法。
希望这个解答能对你有所帮助!。
几种参数方程确定的函数的导数
两参数方程确定的函数的导数,又叫二元函数的导数,其定义为:对
于函数f(x,y),若其存在满足下列条件的分别偏微分∂f/∂x和∂f/∂y,则称
函数f(x,y)关于x和y的偏导数是∂f/∂x和∂f/∂y,标记为
∂f/∂x=[Δf/Δx];
∂f/∂y=[Δf/Δy].
多参数方程确定的函数的导数,又称为多元函数的导数,定义为:
对于函数f(x1,x2,…,xn),若其存在满足下列条件的分别偏微分∂f/∂x1、∂f/∂x2、…、∂f/∂xn,则称函数f(x1,x2,…,xn)关于x1,x2,…,xn的偏导
数是∂f/∂x1、∂f/∂x2、…、∂f/∂xn,标记为
∂f/∂x1=[Δf/Δx1];
∂f/∂x2=[Δf/Δx2];
∂f/∂xn = [Δf/Δxn].
极坐标参数方程确定的函数的导数,又称为极坐标参数的函数的偏导数,定义为:函数f(θ,r)关于θ和r的极坐标参数的函数的偏导数是:∂f/∂θ=[Δf/Δθ];
∂f/∂r=[Δf/Δr].
参数方程确定函数隐函数的导数,又称为复合函数的偏导数,定义为:对于函数f(u,v,p),若其存在满足下列条件的分别偏微分∂f/∂u、∂f/∂v、∂f/∂p。