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数学分析之隐函数定理及其应用[精品].doc

发布:2018-04-18约7.18千字共19页下载文档
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第十八章 隐函数定理及其应用 教学目的:1.理解隐函数定理的有关概念及隐函数存在的条件,进而会求隐函数的导数; 2.了解隐函数组的有关概念,理解二元隐函数组存在的条件,了解反函数组存在的条件; 3.掌握隐函数的微分法在几何方面等的应用,会把实际问题抽象为条件极值并予以解决。 教学重点难点:本章的重点是隐函数定理;难点是隐函数定理的证明。 教学时数:14学时 § 1 隐函数 一. 隐函数概念:隐函数是表达函数的又一种方法. 1.????????? 隐函数及其几何意义: 以 为例作介绍. 2.????????? 隐函数的两个问题: ⅰ 隐函数的存在性; ⅱ 隐函数的解析性质. 二.??????????? 隐函数存在条件的直观意义: 三.??????????? 隐函数定理: Th 1 ( 隐函数存在唯一性定理 ) 若满足下列条件: ⅰ 函数 在以 为内点的某一区域D 上连续 ; ⅱ ; ( 通常称这一条件为初始条件 ) ⅲ 在D内存在连续的偏导数 ; ⅳ . 则在点 的某邻域 ( ) D内 , 方程 唯一地确定一个定义在某区间内的隐函数 , 使得 ⑴ , 时 ( )且 . ⑵ 函数 在区间 内连续 . ( 证 )? 四.??????????? 隐函数可微性定理: Th 2 设函数 满足隐函数存在唯一性定理的条件 , 又设在D内 存在且连续 . 则隐函数 在区间 内可导 , 且 . ( 证 ) 例1 验证方程 在点 满足隐函数存在唯一性定理的条件 , 并求隐函数的导数 . P149例1 例2 . 其中 为由方程 所确定的隐函数 . 求 . P150例2 ( 仿 ) 例3 ( 反函数存在性及其导数 ) 设函数 在点 的某邻域内有连续的导函数 , 且 , . 用隐函数定理验证存在反函数 , 并求反函数的导数. P151例4? 五. 元隐函数: P149 Th3 例4??????????? . 验证在点 存在 是 的隐函数 , 并求偏导数 . P150 例3? § 2 隐函数组  一. 隐函数组:从四个未知数两个方程的方程组 入手介绍隐函数组 ,一般形式为    * 二.??????????? 隐函数组定理: 分析从上述线性方程组中解出 和 的条件入手 , 对方程组* 在一定条件下拟线性化 , 分析可解出 和 的条件 , 得出以下定理 . ? Th 1 ( 隐函数组定理 ) P153 Th 4.? 例1???????? P154例 1.? 三.???????????? 反函数组和坐标变换:? 1.????????? 反函数组存在定理: ? Th 2 (反函数组定理 ) P155 Th 5? 2.????????? 坐标变换: 两个重要的坐标变换. ? 例2 , 3 P156—157例 2 , 3 .? § 3 几何应用 一.??????????????? 平面曲线的切线与法线 : 设平面曲线方程为 . 有 . 切线方程为 , 法线方程为 . 例1???????? 求Descartes叶形线 在点 处的切线和法线 . P159例 1. 二.??????????????? 空间曲线的切线与法平面 : ? 1.????????? 曲线由参数式给出 : . 切线的方向数与方向余弦. 切线方程为 . 法平面方程为 . 2. 曲线由两面交线式给出 : 设曲线 的方程为 点 在 上. 推导切线公式. [1]P209. 切线方程为 . 法平面方程为 . 例2???????? P161例2 .? 三.??????????????? 曲面的切平面与法线 : 设曲面 的方程为 , 点 在 上. 推导切面公 式.1]P211. 切平面方程为 . 法定义域线方程为 . 例3???????? P162例3 .? § 4 条件极值 一.
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