隐函数存在定理#
如果 F(x,y) 在点 P(x0,y0) 的某一邻域内有连续偏导数,并且 F(x0,y0)=0, F(x0,y0)=0 ,那么在P的某一邻域内就存在唯一一个连续且有连续导数的 y=f(x) ,并且有
dxdy=FyFx这就是隐函数的求导公式
同样,它可以推广到三元
如果 F(x,y,z) 在点 P(x0,y0,z0) 的某一邻域内有连续偏导数,并且 F(x0,y0,z0)=0, Fz(x0,y0,z0)=0 ,那么在P的某一邻域内就存在唯一一个连续且有连续偏导数的 z=f(x,y) ,满足 z0=f(x0,y0) 并且有
Fxdx+Fydy+Fzdz=0有
dz=−Fz1(Fxdx+Fydy)由于
dz=∂x∂zdx+∂y∂zdy即有
∂x∂z=−FzFx,∂y∂z=−FzFy或者我们也可以求微分,例如
∂x∂z=−FzFx−FxFy∂x∂y由于在对x求偏导时,其他的量视为常量,而y与x没有关联,所以 ∂x∂y=0 ,就有了我们的式子
方程组的情形#
我们进一步推广,不仅增加方程中的变量数,而且增加方程数,考虑
{F(x,y,u,v)=0G(x,y,u,v)=0这时候一般只有两个变量是独立变化的,于是方程组就可以确定两个二元函数,然后我们有如下的隐函数存在定理
若 F(x,y,u,v),G(x,y,u,v) 在 P(x0,y0,u0,v0) 的某一邻域内有对于各个变量的连续偏导数,并且 F(x0,y0,u0,v0)=0,G(x0,y0,u0,v0)=0
这时候,我们使用微分形式求解偏导数
{Fxdx+Fydy+Fudu+Fvdv=0Gxdx+Gyd+Gudu+Gvdv=0因为要求对 x 的偏导,令 dy=0,并同除以 dx
{Fu∂x∂u+Fv∂x∂v=−FxGu∂x∂u+Gv∂x∂v=−Gx解这个二元一次方程组(用克莱姆法则)
∂x∂u=FuGuFvGv−Fx−GxFvGv