6.5.2. Производные неявных функций, заданных системой уравнений. Определитель Якоби Skip Navigation LinksВысшая математика > 6. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных > 6.5. Производные функций нескольких переменных, заданных неявно > 6.5.2. Производные неявных функций, заданных системой уравнений. Определитель Якоби

  Пример 1.

Функции  и  заданы системой . Вычислить , ,  и .

  Решение.

Продифференцируем оба уравнения системы по переменной . Получим , или . Решая эту систему относительно неизвестных  и по формулам Крамера , получим

,   .

Теперь продифференцируем оба уравнения системы по переменной. Получим , или . Если решить эту систему формулам Крамера относительно производных  и , то формулы для них будут иметь вид

,  .

Из полученных формул для частных производных , ,  и  видно, что неявные функции  и  не являются дифференцируемыми в точках, в которых определитель , или . Такой определитель называется определителем Якоби.

  Определение.

Если неявные функции  и  заданы системой , то определитель  называется определителем Якоби.

Имеет место следующая теорема, которая легко обобщается на случай большего числа переменных.

  Теорема.

 Если задана система , где  и  непрерывные и дифференцируемые по всем переменным в окрестности точки , являющейся решением системы, функции и если в точке  определитель Якоби , то система определяет функции  и , которые являются дифференцируемыми в точке .

  Пример 2.

Определите, при каком условии система уравнений  задает

 дифференцируемые функции  и , и вычислите ,  и .

  Решение.

Вычислим определитель Якоби . Поскольку  только при , то во всех точках, кроме начала координат заданная система определяет две неявные дифференцируемые функции  и .

Вычислим , дифференцируя оба уравнения системы

, или

       , .         

Решая последнюю систему относительно , получим

,

.

Вычислим полные дифференциалы в системе

, или .

Решая эту систему относительно , получим    .

Окончательно в это равенство нужно подставить выражения для дифференциалов  и .


 
Hosted by uCoz