Πώς βρίσκετε το παράγωγο του μαύρου (x - y) = x;

Πώς βρίσκετε το παράγωγο του μαύρου (x - y) = x;
Anonim

Απάντηση:

# (dy) / (dx) = χ ^ 2 / (1 + χ ^ 2) #

Εξήγηση:

Υποθέτω ότι θέλετε να βρείτε # (dy) / (dx) #. Γι 'αυτό χρειαζόμαστε πρώτα μια έκφραση για # y # από την άποψη του #Χ#. Σημειώνουμε ότι αυτό το πρόβλημα έχει διάφορες λύσεις, δεδομένου ότι # t (x) # είναι μια περιοδική λειτουργία, # t (x-y) = x # θα έχουν πολλές λύσεις. Ωστόσο, δεδομένου ότι γνωρίζουμε την περίοδο της εφαπτομένης λειτουργίας (#πι#), μπορούμε να κάνουμε τα εξής: # x-y = tan ^ (- 1) χ + npi #, όπου #tan ^ (- 1) # είναι η αντίστροφη συνάρτηση της εφαπτομένης δίνοντας τιμές μεταξύ # -pi / 2 # και # pi / 2 # και τον παράγοντα # npi # έχει προστεθεί για να ληφθεί υπόψη η περιοδικότητα της εφαπτομένης.

Αυτό μας δίνει # y = x-tan ^ (- 1) x-npi #, επομένως # (dy) / (dx) = 1-d / (dx) tan ^ (- 1) χ #, σημειώστε ότι ο παράγοντας # npi # έχει εξαφανιστεί. Τώρα πρέπει να βρούμε # d / (dx) tan ^ (- 1) χ #. Αυτό είναι πολύ δύσκολο, αλλά μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το θεώρημα αντίστροφης λειτουργίας.

Σύνθεση # u = tan ^ (- 1) χ #, έχουμε # x = tanu = sinu / cosu #, Έτσι # (dx) / (du) = (cos ^ 2u + sin ^ 2u) / cos ^ 2u = 1 / cos ^ 2u #, χρησιμοποιώντας τον κανόνα του πηλίκου και μερικές τριγωνομετρικές ταυτότητες. Χρησιμοποιώντας το θεώρημα αντίστροφης λειτουργίας (το οποίο δηλώνει ότι αν # (dx) / (du) # είναι συνεχής και μη μηδέν, έχουμε (dx) / (dx) = 1 / ((dx) / (du)) #), έχουμε # (du) / (dx) = cos ^ 2u #. Τώρα πρέπει να εκφράσουμε # cos ^ 2u # σε όρους x.

Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιούμε κάποια τριγωνομετρία. Λαμβάνοντας ένα σωστό τρίγωνο με πλευρές #αλφάβητο# όπου #ντο# είναι η υποτείνουσα και # a, b # συνδεδεμένη με τη σωστή γωνία. Αν # u # είναι η γωνία όπου η πλευρά #ντο# διασταυρώνει την πλευρά #ένα#, έχουμε # x = tanu = b / α #. Με τα σύμβολα #αλφάβητο# στις εξισώσεις δηλώνουμε το μήκος αυτών των ακμών. # cosu = a / c # και χρησιμοποιώντας το θεώρημα του Πυθαγόρα, βρίσκουμε (1 + (2)) = asqrt (1+ (b / a) ^ 2) = asqrt (1 + x ^ 2) #. Αυτό δίνει # cosu = 1 / sqrt (1 + x ^ 2) #, Έτσι # (du) / (dx) = 1 / (1 + χ ^ 2) #.

Από # u = tan ^ (- 1) χ #, μπορούμε να το αντικαταστήσουμε στην εξίσωση μας # (dy) / (dx) # και να βρει (dx) / (dx) = 1-1 / (1 + χ ^ 2) = χ ^ 2 / (1 + χ ^ 2) #.