高等数学导数与微分课件

第四节隐函数和参数方程求导

相关变化率

一、隐函数的导数二、由参数方程确定的函数的导数三、相关变化率第二章导数与微分第四节隐函数和参数方程求导

1一、隐函数的导数若由方程可确定y是x

的函数,由表示的函数,称为显函数.例如,可确定显函数可确定y是x

的函数,但此隐函数不能显化(即写成y=f(x)的形式).函数为隐函数.则称此隐函数求导方法:两边对x求导(含导数的方程)一、隐函数的导数若由方程可确定y是x的函数,由表示2解:我们把方程两边分别对x求导数,注意

y=y(x),即遇到y时要将它看作x的函数，得所以例1.

求由方程确定的隐函数的导数.从而上式右端分式中的y=y(x)是由方程所确定的隐函数.解:我们把方程两边分别对x求导数,注意所以3例2.

求由方程在

x=0

处的导数解:

方程两边对x求导得因x=0时y=0,故确定的隐函数例2.求由方程在x=0处的导数解:方程两边对4例3.

求椭圆在点处的切线方程.解:

椭圆方程两边对x求导故切线方程为即另解：从椭圆方程解出y=f(x)，求在已知点的导数。例3.求椭圆在点处的切线方程.解:椭圆方程两边对x5例4.解:应用隐函数的求导方法,得于是再对x求导,得上式右端分式中的y=y(x)是由方程所确定的隐函数.求由方程所确定的隐函数的二阶导数例4.解:应用隐函数的求导方法,得于是再对x6例5.求的导数.解:

两边取对数,化为隐式两边对x求导对数求导法例5.求的导数.解:两边取对数,化为隐式两边7

1)对幂指函数可用对数求导法求导:注意:或者将化为指数函数再求导.

1)对幂指函数可用对数求导法求导:注意:或者将82)有些显函数用对数求导法求导很方便.例如,两边取对数两边对x求导2)有些显函数用对数求导法求导很方便.例如,两边取对数两9例6.

求对x求导先两边取对数的导数.可以验证例6.求对x求导先两边取对数的导数.可以验证10二、由参数方程确定的函数的导数若参数方程可确定一个y与x之间的函数可导,且则时,有时,有(此时看成x是y的函数)关系,二、由参数方程确定的函数的导数若参数方程可确定一个y与11若上述参数方程中二阶可导,且则由它确定的函数可求二阶导数.利用新的参数方程,可得若上述参数方程中二阶可导,且则由它确定的函数可求二阶导数.12例7.已知椭圆的参数方程为求椭圆在

相应的点处的切线方程.解:当时,椭圆上的相应点的坐标是:

曲线在点的切线斜率为:例7.已知椭圆的参数方程为求椭圆在相13由直线的点斜式公式，得椭圆在点处的切线方程化简后得由直线的点斜式公式，得椭圆在点处的切线方程化简14例如，,且求已知解:解:注意:再例，求例如，,且求已知解:解:注意:再例，求15例8.抛射体运动轨迹的参数方程为求抛射体在时刻t的运动速度的大小和方向.解:先求速度大小.速度的水平分量为垂直分量为故抛射体速度大小再求速度方向(即轨迹的切线方向):设

为切线倾角,则例8.抛射体运动轨迹的参数方程为求抛射体在时刻t的运16抛射体轨迹的参数方程速度的水平分量垂直分量在刚射出(即t=0)时,倾角为达到最高点的时刻高度落地时刻抛射最远距离速度的方向抛射体轨迹的参数方程速度的水平分量垂直分量在刚射出(即t17例9.计算由摆线的参数方程所确定的函数y=y(x)的二阶导数.解:例9.计算由摆线的参数方程所确定的函数y=y(x)的二18三、相关变化率为两可导函数之间有联系之间也有联系称为相关变化率相关变化率问题解法:找出相关变量的关系式对t求导得相关变化率之间的关系式求出未知的相关变化率三、相关变化率为两可导函数之间有联系之间也有联系称为相关变化19例10.当气球高度为500m

时,其速率为求此时观察员视线的仰角增加率是多少?

解:设气球上升t分后其高度为h,仰角为,则两边对t求导已知且h=500时,一气球从离开观察员500m处离地面铅直上升,例10.当气球高度为500m时,其速率为求此时观20小结1.隐函数求导法则直接对方程两边求导2.对数求导法:适用于幂指函数及某些用连乘、连除表示的函数3.参数方程求导法4.相关变化率问题列出依赖于t的相关变量关系式对t求导相关变化率之间的关系式求高阶导数时,从低到高每次都用参数方程求导公式小结1.隐函数求导法则直接对方程两边求导2.对数求导法21课堂练习求提示：

分别用对数求导法求答案:1.设课堂练习求提示：分别用对数求导法求答案:1.设222.设由方程确定,解:方程两边对x求导,得再求导,得②当时,故由①得再代入②得求①2.设由方程确定,解:方程两边对x求导,得再求导,23,求解：3.设方程组两边同时对t求导,得,求解：3.设方程组两边同时对t求导,得24作业P111-112

1/(2)(4)

2

3/(2)4/(3)

5/(2)8/(3)9/(2)

作业P111-11225*设由方程确定函数求解:方程组两边对t

求导,得故*设由方程确定函数求解:方程组两边对t求导,26试求当容器内水*有一底半径为R