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Funzioni parametriche vs implicite

Le forme parametrica e implicita sono due modi di descrivere curve che non rientrano nella semplice forma "yy come funzione di xx".

Parametrica

Una forma parametrica esprime sia xx sia yy come funzioni di una terza variabile tt (il parametro, spesso il tempo):

x=f(t),y=g(t)x = f(t), \quad y = g(t)

Esempio: una circonferenza di raggio 1: x=costx = \cos t, y=sinty = \sin t per t[0,2π]t \in [0, 2\pi].

Punti di forza: descrive naturalmente il moto (ogni tt dà una posizione), gestisce banalmente cappi e auto-intersezioni.

Implicita

Una forma implicita usa una sola equazione:

F(x,y)=0F(x, y) = 0

La stessa circonferenza: x2+y21=0x^2 + y^2 - 1 = 0.

Punti di forza: equazione algebrica unica, facile verificare se un punto sta sulla curva (basta sostituire e controllare).

Quando usare quale

SituazioneForma migliore
Moto / traiettoriaParametrica
Serve la differenziazione implicitaImplicita
Curva con auto-intersezioniParametrica
Manipolazione algebrica / simbolicaImplicita
Tracciamento tramite valori di ttParametrica

Esempio svolto: derivata

Per la circonferenza x2+y2=1x^2 + y^2 = 1:

  • Differenziazione implicita: 2x+2ydydx=02x + 2y \frac{dy}{dx} = 0, quindi dydx=xy\frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}.
  • Parametrica (x=costx = \cos t, y=sinty = \sin t): dydx=dy/dtdx/dt=costsint=costsint=xy\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} = \frac{\cos t}{-\sin t} = -\frac{\cos t}{\sin t} = -\frac{x}{y}. ✓

Entrambe danno la stessa risposta; cambia la procedura.

Conversione

A volte si può convertire tra le forme eliminando il parametro (parametrica → implicita) o parametrizzando (implicita → parametrica). Non sempre possibile in modo pulito.

At a glance

FeatureParametricoImplicito
Formax = f(t), y = g(t)F(x, y) = 0
Gestisce le auto-intersezioniSpesso scomodo
Verifica appartenenza di un puntoRisolvere f(t) = x E g(t) = ySostituire in F(x, y), verificare zero
Modella il motoNativoNo (nessuna variabile temporale)
Manipolazione algebricaScomodoNativo
Verdict

Usa la forma parametrica per il moto e le curve con auto-intersezione. Usa la forma implicita per la manipolazione algebrica e il test dei punti agevole. Entrambe sono derivabili; scegli in base alla forma in cui parte il tuo problema.