此由方程组确定的隐函数的隐函数咋做?第(3)

原标题:电脑软件辅助求解数学問题:由函数由方程组确定的隐函数求隐函数导数问题

还在大学读书的小伙伴们和已经毕业的小伙伴们,还记不记得高数里最让我们头痛之一的问题:由一组函数组求解某个指定的隐函数导数问题实际上,所有的高数问题甚至复杂的数学物理方程,复变函数线性代數,矢量计算等问题都可以借用电脑软件来计算一下,以验证我们计算的结果是否正确(不知道我今天写的这个头条是否会有人愿意看,试探性的给个例子)

例:设函数u=u(x)由由方程组确定的隐函数(如图1)定义:

这是一道由多个函数由方程组确定的隐函数确定的隐函数求导问题。我们先借助数学计算软件来求解

第一步,输入三个函数如图2所示:

图2:输入三个函数表达式。

第二步输入隐函数求导命囹,如图3所示:

图3:直接得出计算出来du/dx了结果用的是微分算子表示的。

第三步为了直观表示,转换为偏微分表示方式,如图4所示:

图4:朂终计算结果:du/dx

为了验证电脑计算的是否正确,下面我用手验算一遍,用于核实该软件计算结果

图5:为了方便观看,重新把函数由方程组确定的隐函数粘贴在此

首先,对方程1两边对x求导得到方程(4)。如图6所示:

图6:对方程1两边对x求导

然后,要试图求出方程(4)中的dy/dx, 和dz/dx再带入方程(4),即可得到正确的答案du/dx

为此,要利用方程(2)和方程(3)来求解dy/dx, 和dz/dx这里,把x看成自变量把y和z分别看成x的因变量。

因此把x当成洎变量,对方程(2)两边求偏导得到方程(5),如图7所示:

图7:对方程(2)两边对x求导

再来一次!把x当成自变量,对方程(3)两边求偏导得到方程(6),如图8所示:

把方程(5)和方程(6)稍微变形并组合成一个由方程组确定的隐函数如图9所示:

解这个由方程组确定的隐函数(7),可求出dy/dx, 和 dz/dx如图10所示:

把图10中得到的方程(8)和方程(9),回代入方程(4)中可得:

仔细对比用手验算的图11和用电脑计算的图4,可发现两者是一致的。

最后粘出电脑计算的全图和动手验算的全图截面:

感兴趣的朋友们,可以留言也可以关注我。谢谢!

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