
一言以蔽之: 一个方程(或者称为一个等式),左边等于右边,表明左边和右边是同一个东西,因此对同一个变量(不管这个变量是否出现在等式中)的变化率(亦即求导),自然是相等的!
一个方程可以包含多个函数(显函数只是一个特例),称为隐函数。比如x³+ y³=6xy,是由三个关于x的函数组成。
这些函数既然能用一个方程表示,那么他们的自变量一定是共同的。你可以把方程中的某个变量比如y,看作这些函数的共同自变量(这时y是自己的函数,自己对自己的变化率为1),从而对y各函数关于y的变化率,也可以把另外一个(未表示在方程中)变量,比如t作为共同自变量,对其求导。
比如S=πr²
S和r可以都是时间t的函数,可写成S(t)=π[r(t)]².
因此你不但能对r求导,还能对t求导。
事实上,函数的定义,本来就是变量随变量变化,在显函数中,右端的x本来就是自己的函数。
所以显函数可以看作隐函数,更大范围来说,不存在显隐,都是叫函数,方程中的每个变量都是一个函数,是关于谁的函数都可以。
另外,你用隐函数求导方法来求显函数,会发现,隐函数的方法更为本质,更具有普遍性。
比如,V= x³ 不仅可以看成是V关于x显函数,也可以这么看: V和x都是关于t的函数,那么可以写成 V(t)=[x(t)]³
问V关于t的变化率和x关于t的变化率之间的联系?
左边,V关于t的变化率,即表示为dV/dt
右边为复合函数,那么用复合函数求导公式,
则答案为: dV/dt = 3x²dx/dt
拓展: 如果等式可以分离变量,比如使得左边的变量只含x,右边的变量只含y,那么左边和右边都各自只有一个变量,只不过是字母不同,那么左边和右边同时分别对x和y积分,等式同样不变。
再拓展: 只要左边右边相等,那么你做的很多运算都不影响等号,比如,不论你左右做同时求导运算、积分运算、求对数运算,取指数运算,等式都成立,中间的等号都存在。
文中笔误之处请指正。
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