1.5.1 隐函数
如果函数y对自变量x的对应关系是由一个仅含x的关系式f(x)表示的,即y=f(x),这种函数表达方式的特点是等号左端是因变量的符号,右端是含有自变量的式子,当自变量取定义域内任一值时,这个式子就能确定对应的函数值,这种函数的表达方式称为直接表示法,这种函数称为显函数.前面介绍的函数大多都是由解析式表示的函数,比如y=tanx,y=ln(x+ex+5)都为显函数,初等函数和分段函数都是显函数.
有些函数的表示并不像上面那么直接,而是隐藏在方程里,比如,x+y3-3=0表示一个函数,当x在(-∞,+∞)内取值时,y在(-∞,+∞)内有唯一的值与之对应,这样的函数称为隐函数.下面给出隐函数的定义.
定义1.5.1 设在方程F(x,y)=0中,当x取某区间内的任意值时,相应地总有满足方程的唯一y值存在,那么就说方程F(x,y)=0在该区间内确定了一个隐函数y=f(x).(https://www.daowen.com)
例如,x2-y2=1,y3+3y-x2+2x=0,ex+y+xy=1,x3+y3-3a·xy=0,以及x+y-3=0等都是隐函数方程.
隐函数和显函数不是绝对对立的,有时它们可以相互转化.例如,x+y-3=0可以转化为显函数y=3-x.圆的方程x2+y2=4不表示函数,因为圆方程中一个x可以对应两个y值,不满足函数的条件,但圆的方程可以转化为两个显函数
,它们的图形分别是上半圆和下半圆;同样椭圆方程
,也可以转化为两个显函数
,它们的图形分别是上半椭圆和下半椭圆.不用两个显函数而用一个方程来表示圆和椭圆显然是方便的.
把一个隐函数化成显函数,称为隐函数的显化,但是,大部分隐函数方程是不能化为显函数的.例如,ex+y+xy=1,y3+3y-x2+2x=0,还有x3+y3-3a·xy=0等,都不能化为显函数.