2023數(shù)分Day66(多元函數(shù)微分學(xué)與隱函數(shù)定理4:隱函數(shù)定理)
一、整體感受
(一)
1、很基礎(chǔ),只要根據(jù)隱函數(shù)存在的唯一性定理即可。
2、定理的條件和結(jié)論書(shū)寫(xiě)時(shí)候的一些細(xì)節(jié)需要注意;
(二)
1、具體一些題目還會(huì)結(jié)合Taylor定理的應(yīng)用,必須熟悉;
2、還會(huì)涉及到一些同階無(wú)窮小量的考察等知識(shí)點(diǎn)考察
二、需要復(fù)習(xí)(學(xué)習(xí))的
1、(上,p58)同階無(wú)窮小等定義再?gòu)?fù)習(xí)

2、冪級(jí)數(shù)公式復(fù)習(xí)【可見(jiàn)之前專(zhuān)欄】

【記誦易錯(cuò)點(diǎn)】:
sinx、arctanx,cosx展成的是(-1)^n,不是(-1)^(n-1)







注意:這一項(xiàng)其實(shí)也是第2組對(duì)ln(1-x)求導(dǎo)得到的結(jié)果??!
得到1/(1-x)=Σx^(n-1) (n從1到+∞)
3、(下,p150+p153)兩種隱函數(shù)存在的唯一性定理
【第一種】

【第二種】

4、(下,p120+p138)中值定理再?gòu)?fù)習(xí)(補(bǔ)充2道習(xí)題的比較來(lái)說(shuō)明,也涉及內(nèi)點(diǎn)等知識(shí)可以復(fù)習(xí)本專(zhuān)欄二、6)


5、再?gòu)?fù)習(xí)Taylor定理的具體內(nèi)容,公式細(xì)節(jié)不要出錯(cuò)。


6、(下,p91+p93)復(fù)習(xí)內(nèi)點(diǎn)等知識(shí)




三、具體題目
1(中南大學(xué))
第一問(wèn):就是第一種隱函數(shù)存在的唯一性定理三個(gè)條件的驗(yàn)證.
第二問(wèn):用上第一種隱函數(shù)存在的唯一性定理的結(jié)論1和3(y=f(x)在原點(diǎn)某領(lǐng)域可導(dǎo),這一點(diǎn)書(shū)寫(xiě)時(shí)注意,不要寫(xiě)錯(cuò)),去判斷極值,算y'(0)=0,y"(0)>0,說(shuō)明是極小值點(diǎn),而且極值為0(由結(jié)論1:y(0)=0得到)
注:求導(dǎo)有個(gè)注意點(diǎn),這里y是關(guān)于x的函數(shù),不是常量,所以求導(dǎo)時(shí)候特別注意,y'(x)利用到結(jié)論3,=-Fx/Fy!!!
第三問(wèn):由于二階導(dǎo)式子右端可以求導(dǎo),再去求三階導(dǎo),為了求y,y用Taylor定理展開(kāi);同時(shí)對(duì)于sinx這一項(xiàng)也使用Taylor展開(kāi)到三次項(xiàng),因?yàn)榉帜甘侨雾?xiàng)。
(好好復(fù)習(xí)一下三角函數(shù)的Taylor展開(kāi),具體可回顧之前我做的專(zhuān)欄“體悟常見(jiàn)冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式的記憶方法”,對(duì)于記憶方法可以再次復(fù)習(xí),充分利用本題復(fù)習(xí))



2(中科大)
思路:求偏微分方程在某一點(diǎn)的取值,關(guān)鍵就是要求出zx和zy,代入,最后把(x0,y0)代入。
具體做法:
①先對(duì)方程兩邊分別關(guān)于x,y求偏導(dǎo),利用φ’>0,約掉它。
②求解出zx和zy
③代入式子,化簡(jiǎn);最后把(x0,y0)代入即可。

3(安徽大學(xué))
思路:驗(yàn)證第二種隱函數(shù)存在的唯一性定理?xiàng)l件1+2+3,得到結(jié)論1(得到唯一性)+3(得到zx,zy).再去求zxx,zxy,zyy.(這是為了Taylor定理展開(kāi)需要做的鋪墊,需要去求的)最后利用Taylor定理展開(kāi)到二階即可。
做法:
①先驗(yàn)證第二種隱函數(shù)存在的唯一性定理?xiàng)l件1+2+3
②得到二種隱函數(shù)存在的唯一性結(jié)論1和3(得到唯一性+得到zx,zy).
③代入(0,0,0)到zx,zy中,得到zx(0,0)=-2/3,zy(0,0)=0
(注:z(x,y)只有兩個(gè)變量!!不是三個(gè)!!書(shū)寫(xiě)時(shí)候要注意!)
④同時(shí)依據(jù)zx和zy的表達(dá)式關(guān)于x和y繼續(xù)求偏導(dǎo),得到zxx,zxy,zyy.再將(0,0,0)代入這三個(gè)式子,得到
zxx(0,0)=0,zxy(0,0)=0,zyy(0,0)=-2/3.
⑤寫(xiě)出Taylor定理展開(kāi)到二階的公式,再代入上述已經(jīng)求得的相關(guān)內(nèi)容,得到最后結(jié)果。注意o后面的次方要寫(xiě)清楚,不要漏寫(xiě)、也不要錯(cuò)寫(xiě)。



4(西安交大)
第1問(wèn):利用單調(diào)性,引入新變量t,記g(t)=xt-ln(x+t),t≥0.
于是這個(gè)區(qū)間上可導(dǎo),而且一階導(dǎo)>0,說(shuō)明g(t)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞增,同時(shí)g(0)=-lnx<0,g(1)=x-ln(x+1)>0.利用g(t)在這個(gè)區(qū)間(0,1)上嚴(yán)格遞增,必然有一個(gè)y∈(0,1),而且這個(gè)y是唯一的,得以驗(yàn)證唯一確定。
第2問(wèn):就是第一種隱函數(shù)存在的唯一性定理的三個(gè)條件的驗(yàn)證
第3問(wèn):利用到同階無(wú)窮小的證明思路,做一個(gè)除法去比較,中間過(guò)程會(huì)利用到題干的條件以及一些等價(jià)無(wú)窮小的轉(zhuǎn)換,最后化成xy/lnx當(dāng)x趨于無(wú)窮大時(shí)的極限。
這里再利用一下迫斂性,1=lnx/lnx<ln(x+y)/lnx<ln(x+1)/lnx,兩邊極限趨于1,中間那個(gè)式子極限就是1,同時(shí)利用ln(x+y)=xy(題干條件),便得到最后極限為1,說(shuō)明是同階無(wú)窮小。
(復(fù)習(xí)同階無(wú)窮小的相關(guān)概念)

