對於圓的方程(如下),該如何求導

時間 2021-06-06 21:57:49

1樓:鏟屎專業畢業生

不請自來~

偶然看到了這個問題,其他答主的回答沒有錯,我只是來做個知識點小補充。

我剛學微積分的時候也幹過這種「傻事」,其實說傻也傻,說不傻也不算傻——題主只不過是忘記了函式的乙個基本定義:

函式的定義域與值域一一對應。說白了就是乙個X值只能對應乙個Y值,不可能對應兩個Y值。

比如 ,無論x取1還是-1,y都是1。

當然,我們說的是「定義域與值域一一對應」,而不是「值域與定義域一一對應」,所以反過來看,乙個Y值可以對應兩個X值。

比如: ,x = 1 或 -1。

如果利用這個定義,給乙個函式影象做垂線測試(Vertical Line Test),也就是以座標軸的X軸的某個點作垂線(意思就是這條線完全平行於Y軸),這條垂線在Y的(負無窮,正無窮)區間內,只能與你畫的影象相交一次。

只有相交一次,垂涎驗證才成功,說明這個影象是個「函式」;

如果相交次數大於1次,那就驗證失敗,說明這個影象不是個「函式」,它有可能是個分段函式的影象。

啥是分段函式呢?圓就是。

表面上看,長得挺像個函式的,但你看看這圓的影象……只有從它的最左邊和最右邊作垂線的時候,才能做到只相交一次。其它地方都有兩個交點。

所以應當把圓的上下兩半部分拆開來看,當成兩個函式 —— 即乙個分段函式,也就是:

圓的上半部分:

圓的下半部分:

這時候再代入其他答主的步驟,得到

然後再來補充解釋一下「隱函式」、「顯函式」的知識點,因為這就是我曾經沒有弄明白的地方。放心,很簡單,看完定義就懂了:

我們平時用的,包括剛剛的,都是顯函式,因為y的取值可以用乙個「包含自變數x的算式」來表示;

而圓的方程是乙個「代數函式」,也可以稱為乙個「隱函式」。意思是說,這個函式它不止給出了x的值,還順便給出了方程y的解。

P.S. 只要乙個隱函式的最高次冪小於5——五次方以下的隱函式,都可以找到它的顯函式解。在圓的方程這個例子裡,顯函式解就是 ,求導必須通過顯函式才可以做到。

題主說的沒錯,得出的①式沒有意義。魯迅說過,「隱函式求導本沒有意義,變成了顯函式,也就有了意義。」魯迅

2樓:小雨可白

贊同樓上「曲線方程求導意義不大」,轉換為多元微分來考慮直接求導,也有辦法,求導手法如下

首先,將該函式轉變為顯函式,方便之後代入

那麼對於 ,其導數為

d(x^2+y^2=1)

大概長這個樣子啦

3樓:REX-DL

我說實話,沒有任何意義。因為題主兩側求導就求錯了。

請題主注意,我們通常求導的時候,是要先確定好自變數的。在已知自變數的情況下,我們才能求出合理的導數。而題主求導時沒有注意到這一點。

如果預設 為自變數,那麼前面對 的求導是正確的,但是對 的求導就錯了,因為很明顯 是 的函式,因此求導的時候要將其作為復合函式來處理。因此對 兩側同時求導,應當求出的是 (式中 是 對於 的導數),而不是 。題主應該是直接套用求導公式才得出了這樣的結果,而忽略了求導的含義。

那麼,這樣得出的方程有何意義呢?將得出的方程變形成 。取圓的上半段的方程 代入方程,得到 。

這樣我們就得到了這個曲線(的上半段)所確定的函式 關於 的導數。當然你也可以選擇代入圓的下半段方程,這樣得到的就是圓的下半段所確定的函式 關於 的導數。總的來看,方程 確定的是曲線 的切線斜率對 的多值函式。

給個圖吧,求出來的這個曲線長這樣。

這部分要說清楚的話,就涉及到隱函式求導的理論了。我猜測題主應該還在高中,所以就不多說了。

4樓:庫魯瓦桑

對於曲線的導數,直接求導意義不大,但有特定的求導方式。

就比如剛才圓的方程

轉化為 的形式

那麼對於該曲線,其任一點對應的與其切線垂直的向量為:

這時候才具備幾何意義

如果題主想問的是

即該向量的兩分量為相反數的點

同時可以拓展一下,對於n維曲面 ,其切平面法向量為:

補充一下,這種方法在高數里用的多,以及物理中已知場分布方程求等勢線(面),因為對於復場 其函式 是共軛的並滿足C-R條件 ,所以對於乙個橢圓分布場,常常用這種方法求其等勢場

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