有时候,函数的方程并不是由 y=f(x) 形式给出的,而是使用参变量给出的。有时候也称为参数方程。不同于极坐标,参数方程只有一个变量,因此如果 x 与 y 能够一一对应,那么 y 就是 x 的函数,因此也能对 y 求导。
🔷 定义 4:参变量函数的导数
一般而言,对于由参数方程给出的函数
{x=φ(t)y=ψ(t)其导数为
dxdy=Δt→0limφ(t+Δt)−φ(t)ψ(t+Δt)−ψ(t)=Δt→0limΔtφ(t+Δt)−φ(t)Δt→0limΔtψ(t+Δt)−ψ(t)=dtdxdtdy=φ′(t)ψ′(t)
📌 例 5
求上半椭圆 a2x2+b2y2=1(a>b>0,y>0) 所确定的 y=y(x) 的导数。
解:
先写出椭圆参数方程
{x=acosθy=bsinθ
其中 0<θ<π ,那么
dxdy=θdxdθdy=−asinθbcosθ=−abcotθ
🔵 推论 2
对于某些使用极坐标表示的方程
{x=rcosθy=rsinθ如果 r=r(θ) ,那么也能对 y 求导,其导数为
dxdy=(r(θ)cosθ)′(r(θ)sinθ)′=r′(θ)cosθ−r(θ)sinθr′(θ)sinθ+r(θ)cosθ
📌 例 6
求
{x=−cosθy=θsinθ所确定的 y=y(x) 的导数。
解:
dxdy=(−cosθ)′(θsinθ)′=sinθsinθ+θcosθ=1+θcotθ