calculus

Derivação implícita

A derivação implícita encontra dy/dx quando y é definido implicitamente por uma equação (como x²+y²=25), sem antes isolar y.

A derivação implícita encontra dydx\frac{dy}{dx} quando yy é definido implicitamente por uma equação, sem antes isolar yy explicitamente. É especialmente útil quando isolar yy é difícil ou impossível.

Procedimento: derivar ambos os lados da equação em relação a xx, tratando yy como uma função de xx (de modo que cada termo em yy ganha um dydx\frac{dy}{dx} pela regra da cadeia) e, em seguida, isolar dydx\frac{dy}{dx}.

Exemplo: para x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 (uma circunferência):

  1. Derivamos ambos os lados: 2x+2ydydx=02x + 2y \frac{dy}{dx} = 0.
  2. Isolamos: dydx=xy\frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}.

Isso fornece a inclinação em qualquer ponto da circunferência sem precisar de y=±25x2y = \pm\sqrt{25 - x^2}.

A derivação implícita é a ferramenta padrão para:

  • Retas tangentes a curvas que não são gráficos de funções.
  • Problemas de taxas relacionadas (água enchendo um cone, escada deslizando por uma parede).
  • Derivar funções inversas (a dedução de ddxarcsinx=11x2\frac{d}{dx}\arcsin x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} a utiliza).
  • Resolver equações diferenciais e curvas de propriedade constante (curvas de nível).