Citat:
Ursprungligen postat av lysdexi
deriveringsoperatorn = tillvägagångssättet vid derivering? Fungerar som en funktion, man stoppar in ekvation och ut kommer derivatan eller?
Tillvägagångssätt skulle jag väl snarare använda ordet algoritm för. Deriveringsoperatorn är den avbildning (funktion) som tar en funktion och spottar ut derivatan. f(x) -> f'(x).
Citat:
sin(y) = cos(x)
Hur deriverar man det?
Vi sätter y = y(x) och använder kedjeregeln
cos(y) y' = -sin(x)
y' = -sin(x)/cos(y).
Citat:
Hur tänker man egentligen när y inte stå[r opåverkad? Hela gymnasiematten har cirkulerat runt y= f(x). Är väldigt förvirrad just nu :/
Min kursnivå är matte e, så var pedagogisk om det ligger över detta.
Säg att vi har g(y) = f(x), men y = y(x). Derivering av båda led ger g'(y)y' = f'(x), så det blir enkelt att lösa ut y'. Ibland kan man kanske inte lösa ut y. Säg att vi har till exempel
kurvanx^2y^3 - x^3cos(y) = 5 (1)
Formell derivering med y = y(x) ger då
2xy^3 + 3x^2y^2y' - 3x^2cos(y) + x^3sin(y)y' = 0
Lite algebra
2xy^3 - 3x^2cos(y) = -x^3sin(y)y' - 3x^2y^2y'
(3x^2cos(y) - 2xy^3) / (x^3sin(y) + 3x^2y^2)= (3xcos(y) - 2y^3)/(x^2sin(y) + 3xy^2) = y'
Sådant här kallas för implicita funktioner och implicit derivering. Istället för att definiera funktionen med ett
explicit uttryck, säg y = x^2, så använder man en implicit ekvation och låter funktionen y = f(x) betyda "det värde på y som gör att ekvationen gäller för ett visst x". Det funkar så länge y kan betraktas som en funktion av x "nära" den punkt man är intresserad av. Formellt så säger man att i varje omgivning kring (liten cirkel med mittpunkt i) en punkt (x,y) finns det bara en lösning. Annars är det ju ingen funktion, då kan man inte definiera ett entydigt värde.
Om vi tar till exempel x^2 + y^2 = 1, alltså enhetscirkeln, och tänker oss punkten (1, 0). Är y en funktion av x nära (1, 0)? Nej, för om vi tar en liten cirkel kring (1, 0) kommer varje sådan cirkel inkludera delar av kurvan som gör att vertikaltestet inte fungerar. Om du ritar en figur kanske det blir tydligare: varje cirkel kring (1, 0) omsluter delar av kurvan både ovanför och under x-axeln. Vi kan prova att derivera x^2 + y^2 = 1 i den punkten:
2x + 2y*y' = 0 => y' = -2x/2y = -x/y
Men y = 0 i den punkt vi betraktade och division med noll är inte tillåtet, så att förutsättningarna för implicit derivering inte håller i (1, 0) återspeglas. Man kan dock derivera med avseende på y i den punkten. Resultatet blir då -y/x. Geometriskt innebär det att kurvan är vertikal i x-led just där, så den har oändlig lutning och odefinierad derivata. Men i y-led har den den helt giltiga lutningen 0.
Faktiskt gäller följande. Om vi förutsätter att x är en implicit funktion av y och y en implicit funktion av x i något område så har vi
y = f(x)
x = g(y)= g(f(x))
vilket implicerar att g och f är varandras inverser: x = g(f(x)). Vad får vi om vi deriverar? Derivatan av x är 1, derivatan av g(f(x)) är g'(f(x))f'(x). De ska vara lika, så det måste gälla att
1 = g'(f(x))f'(x) = g'(y)f'(x) => 1/f'(y) = g'(x)
vilket förklarar att det blev så enkelt med enhetscirkeln. Du kan ju derivera (1) med x = x(y) och se vad du får.
Vänta bara tills du får se implicita funktionssatsen i flera dimensioner.