calculus

Derivazione implicita

La derivazione implicita trova dy/dx quando y è definita implicitamente da un'equazione (come x²+y²=25), senza prima risolvere per y.

La derivazione implicita trova dydx\frac{dy}{dx} quando yy è definita implicitamente da un'equazione, senza prima risolvere esplicitamente per yy. È particolarmente utile quando risolvere per yy è difficile o impossibile.

Procedimento: derivare entrambi i membri dell'equazione rispetto a xx, trattando yy come funzione di xx (così ogni termine in yy ottiene un dydx\frac{dy}{dx} tramite la regola della catena), poi risolvere per dydx\frac{dy}{dx}.

Esempio: per x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 (una circonferenza):

  1. Deriviamo entrambi i membri: 2x+2ydydx=02x + 2y \frac{dy}{dx} = 0.
  2. Risolviamo: dydx=xy\frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}.

Ciò fornisce la pendenza in qualunque punto della circonferenza senza bisogno di y=±25x2y = \pm\sqrt{25 - x^2}.

La derivazione implicita è lo strumento standard per:

  • Rette tangenti a curve che non sono grafici di funzioni.
  • Problemi di tassi correlati (acqua che riempie un cono, scala che scivola lungo un muro).
  • Derivare funzioni inverse (la deduzione di ddxarcsinx=11x2\frac{d}{dx}\arcsin x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} la utilizza).
  • Risolvere equazioni differenziali e curve di proprietà costante (curve di livello).