應該怎麼理解隱函式定理?

時間 2021-05-11 21:50:02

1樓:若漂

理解乙個定理,我個人覺得就是從定理的條件入手,分析給出的每個條件對推出結論的重要性,這樣基本能把定理吃透吧。好唄,廢話不多說,我們開幹,數學人!

我們還是從基本概念入手,

首先談隱函式必然要知道顯函式的概念吧(有些概念我不是嚴格的數學語言敘述,而可能較口語化,但是更加好理解,見諒下):

顯函式:就是把自變數和因變數各放在式子的一邊,一般左邊是因變數,右邊是自變數。在精確點表達就是解析式中用乙個變數的代數式去表示另乙個變數。

舉例子: , , 。

隱函式:對於乙個具體的表示式 或 ,相當於乙個方程。

因為右邊是「 」,這裡的 不是自由改變的,而是相互約束的,所以存在乙個問題,那就是 能不能通過或 確定乙個關於 的乙個函式關係?這需要什麼條件了?

,即 .

問 能不能通過 來表達,從而能寫成函式關係 ?

1)首先從整體來看,給定乙個 ,有兩個 ( 和 )與它對應,

所以 與 不是函式關係(因為 不能由 唯一決定)。

那有什麼辦法了?我們要加什麼條件了?比方說,假如我們要求

,則 1)

,則 。————(2)

現在我們要去尋找使 與 成函式關係: 的條件。

2)我們從區域性來看,給定一點 及由 的某個小領域包含的一段足夠下的弧段,如圖:

無論是 還是 的某個小領域包含的弧段都能確定函式關係 (由(1)式和(2)式顯然可知。);

但是不是每一點都有這樣的性質,例如這樣一點 (或 )的領域無論多麼小,都不可能表達成 關於 的函式關係 :

因為無論這點的領域多麼微小,總有乙個 對應兩個不同的 。

那麼我們再問,還需要加什麼條件,才能從 確定出 ?(

3)我們不妨先假設在 的乙個領域可以確定 ,我們現在來看能找到什麼必要的條件,

因為有,所以

————(3)

這裡有個前提注意:一般來說,如果 的性質比較好,那麼我們所確定的 也具有相應的好的性質(比如說連續、可導)。

所以我們可以知道,假設 可微,那麼 可導。現在我們對(3)式求導得:

————( )

這裡我們發現 要存在,則 ,因為由( )式可以得出 ,所以 。

這裡有幾個假設,也就是有幾個條件,總結下

首先給出 ;其次是在 乙個區域性小領域上可微;最後 要可導則要求 。

所以我們再來看看隱函式存在定理:

有沒有感覺了,是不是一下子就可以1秒鐘牢記而不忘了?哈哈。

2樓:runtimeerror

嚴格證明查閱任何一本數學分析教材

說下一種直觀理解的方式,假設2元情況:F(x,y),那麼法向向量就是(F'x,F'y)',如果F'y≠0,也就意味著法向方向不是平行於x軸,也就是該點切向向量(因為法向方向和切向方向垂直)不是平行於y軸,於是該點區域性就成立y=f(x)的函式關係

3樓:

a是n維變數,b是m維變數,f(a, b)是m+n維空間到m維空間的對映,隱函式定理的作用是能夠求b=g(a)這個函式關於a的導數,而不用知道g的確切形式。

4樓:竹官子

不嚴謹地理解了一下

隱函式存在定理(簡略版):F(X,Y)連續可微 F(X,Y) = 0 若F對於Y的偏導矩陣滿秩(可逆),則Y是X的隱函式

下面考慮兩種情況:

Y的偏導矩陣滿秩:Y動一動 X不動則F必然會改變 (X, Y)就不在F(X, Y) = 0的影象上了所以必須要X動一動讓F一直為0,這就說明 Y移動極小一段距離 X一定會改變乙個X肯定對應乙個Y Y在這點附近是X的(隱)函式

Y的偏導矩陣不滿秩:X不動 Y動一動 F可能不改變仍為0,這樣乙個X可能對應多個Y 就無法確保 「Y移動極小距離 X一定會改變」 所以就無法確定是否存在Y關於X的隱函式了

5樓:銘舜

空間上理解,乙個過原點連續有切線的曲面,用z=0平面截出來的就是(x,y)=0,一條曲線。這是曲面的一部分。知道這個了就知道對這個曲面在原點得性質是有要求的。

6樓:shinbade

說得簡單一些吧,現在已知兩個變數之間的乙個關係:F(x,y)=0,問:能否確定出乙個函式關係,即 y=f(x)?

經驗告訴我們,這事經常是可以的。但嚴格來說,必須滿足一定條件!隱函式定理就是告訴我們,什麼情況下可以從F(x,y)=0推出(或解出)y=f(x)。

定理裡的條件,最最重要的是這條: !這個條件,它保證了每個x只對應唯一的y(區域性)。只有這樣,你才有可能推出

7樓:

以二元函式為例,幾何上來講,就是說可以保證確定的集合中每一點都有切線,並且可以構成平面上的一條不自交的光滑曲線。反之,並不能說明交線沒有切線。比如

8樓:Onlyonly

滿足定理,就保證了該隱函式中,被隱性定義的函式存在,並且保證該函式的偏導數存在。

也就是說,保證不會做白工(整個模型都建好了突然跟你說某個隱函式不存在需要的顯函式,後面所有推導都廢了,乃是什麼心情)

隱變顯太難纏,還可以繞路到偏導那邊,不必硬碰硬。

9樓:

我來說乙個吧。

隱函式定理描述的是:

當一點的導數有某種特殊的情況出現時,

你就要小心了,因為這裡不一定能定義乙個有良好雙射關係的函式。

(也有確實存在只是這一點存在的情況;這個時候需要其他條件)比如橢圓的軸端點。

但是如果沒出現,恭喜你,你理論上可以從隱函式式子裡把這函式解出來。

10樓:「已登出」

看 introduction to smooth manifold 知道為什麼 R^n 有 n 個基

於是這個隱函式就是幾個基上的分量而已/咪啪

11樓:

隱函式定理在後面的微分方程(存在唯一性),泛函分析(不動點),幾何(找顯示表達,我覺得幾何裡面反函式定理用的多些),沒時間說那麼多,你可以找些書來看一下,然後回頭看隱函式定理就好很多

壓縮對映定理為什麼可以證明隱函式定理?

aleph 事實上壓縮對映定理可以把反函式定理秒了 然後反函式定理又可以把隱函式定理秒了 我筆記上圖省事是按這個證明順序記的。滑稽保命 隱函式定理是說,如果 並且 滿足一些條件,那麼在這個點 的區域性,在方程 中可以對每個 解出唯一的 是賦範向量空間 主要想法是,因為 非線性不好處理,我們在區域性對...

微積分中的隱函式定理為什麼那麼重要?

智商稅 橢圓的方程 就是隱函式。函式的本質有幾個。乙個是1939年法國布林巴基學派提出的,即函式是數對集合中的與自變數維度相同的子集,這個是直接從隱函式入手的 乙個是更經典的,函式就是封裝起來的運算。此外,還有所謂的引數方程,它表明了自變數與因變數的截然不同的性質。所謂的 隱函式定理 它本質上是把隱...

如何理解乙個復變函式定理?

EricWong 本質上還是Cauchy積分公式,復變函式除了C R方程與Riemann對映定理,其餘的定理都可以從Cauchy積分公式匯出 所以復變函式最本質的只要記住Cauchy公式就可以了,這也是我覺得復變為什麼簡潔而優美 5772156 本民科來答一下 考慮z沿偏D逆時針跑一圈,左邊的積分,...