ЛЕКЦИЯ 2.4. ПРОИЗВОДНАЯ НЕЯВНО ЗАДАННОЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИ ЗАДАННОЙ ФУНКЦИЙ
Прогнозируемые результаты обучения:
· Базовые понятия:
– способ задания функции,
– производная,
– порядок производной.
· Базовые операции:
– вычисление производной.
· Базовые методы:
– методы дифференциального исчисления.
При чтении лекции используется создание проблемных ситуаций, активизирующих познавательную деятельность студентов, с последующим составлением опорных конспектов.
Ориентация на развитие компетенций:
ОК-5 – способность к самоорганизации и самообразованию;
ПК-1 – способность к анализу и синтезу;
ПК – 8: способность использовать информационные средства и технологии при решении задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности;
ОПК-4 – готовность сочетать теорию и практику для решения инженерных задач.
Производная неявно заданной функции
Если неявная функция одной переменной задана уравнением
 ,
а функция двух переменных – 
 , то для нахождения производной функции одной переменной 
 и частных производных функции двух переменных 
 и 
 нет необходимости разрешать уравнения относительно функций 
 и 
 .
Рассмотрим два способа дифференцирования неявно заданной функции.
Способ 1. Продифференцировать уравнение 
 по 
 , считая 
 функцией от 
 , а уравнение 
 отдельно по 
 и по 
 , считая 
 функцией от 
 и 
 . Затем полученные выражения разрешить относительно 
 (в случае функции одной переменной) и относительно 
 , 
 (в случае функции двух переменных).
Замечание. Производная неявно заданной функции является неявно заданной функцией.
Пример. Найти производные неявно заданных функций.
1. 
 – неявно заданная функция одной переменной.
 
 
 .
Выразим 
 :
 
 
 
 
 
 .
2. 
 – неявно заданная функция двух переменных.
Найдем частные производные 
 и 
 . Для этого:
– продифференцируем уравнение по 
 : 
 , выразим 
 : 
 
 
 ;
– продифференцируем уравнение по 
 : 
 , выразим 
 : 
 
 
 .
Таким образом, 
 и 
 .
Способ 2.
Пусть дана неявно заданная функция одной переменной.
1) Подставим в уравнение 
 функцию 
 : 
 .Продифференцируем полученное уравнение по независимой переменной 
 как сложную функцию двух переменных, используя формулу (2.3.11) (см. п. 2.3.4).
 , тогда 
 , 
 .
Таким образом, 
 .
2) Пусть дана неявно заданная функция двух переменных.
Продифференцируем 
 по 
 и по 
 как сложную функцию, используя формулу (2.3.11) (см. п. 2.3.4).
 , 
 .
Таким образом, 
 , 
 .
Примеры. Найти производные неявно заданных функций.
1. 
 – неявно заданная функция одной переменой.
 , здесь 
 .
 , 
 
 
 .
2. 
 – неявно заданная функция двух переменных.
 , здесь 
 .
 , 
 , 
 .
Тогда 
 , 
 ,
т.е. 
 , 
 .
Оба рассмотренных способа применяются и для вычисления частных производных неявно заданной функции 
 независимых переменных вида
 , (3)
где 
 .
Чтобы найти 
 – частную производную такой функции по переменной 
 , необходимо продифференцировать уравнение (3) по 
 , считая 
 функцией от переменных 
 (способ 1), или воспользоваться формулой 
 (способ 2).