calculus

Dérivation implicite

La dérivation implicite trouve dy/dx lorsque y est défini implicitement par une équation (comme x²+y²=25), sans isoler y au préalable.

La dérivation implicite trouve dydx\frac{dy}{dx} lorsque yy est défini implicitement par une équation, sans isoler yy explicitement au préalable. Elle est particulièrement utile lorsque isoler yy est difficile ou impossible.

Procédure : dériver les deux membres de l'équation par rapport à xx, en traitant yy comme une fonction de xx (de sorte que chaque terme en yy reçoit un dydx\frac{dy}{dx} via la règle de dérivation des fonctions composées), puis résoudre en dydx\frac{dy}{dx}.

Exemple : pour x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 (un cercle) :

  1. On dérive les deux membres : 2x+2ydydx=02x + 2y \frac{dy}{dx} = 0.
  2. On résout : dydx=xy\frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}.

Cela donne la pente en tout point du cercle sans avoir besoin de y=±25x2y = \pm\sqrt{25 - x^2}.

La dérivation implicite est l'outil standard pour :

  • les tangentes à des courbes qui ne sont pas des graphes de fonctions ;
  • les problèmes de taux liés (eau remplissant un cône, échelle glissant le long d'un mur) ;
  • dériver des fonctions réciproques (la déduction de ddxarcsinx=11x2\frac{d}{dx}\arcsin x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} l'utilise) ;
  • résoudre des équations différentielles et des courbes à propriété constante (courbes de niveau).