反函数学习笔记(2)

一、什么要在后面进行证明? 这一章开始就有一句话是我始终无法理解的:“我们会在下一章证明这个事实”,这句话中的“这个事实”是什么呢? 二、“一种方法”我理解不了 如截图所示,书中给出的对“正弦函数的反函数”进行求导,提到了使用“一种方法”,这个方法我现在理解不了、头脑一片混乱。 在稍微往前一点的章节中,作者用到的也是如上形式相同的方法进行某个函数的反函数求导,都是“这种方法”,我理解不了的原因主要在于: 1、有些绕脑子,无法理解为什么x和y彼此对调一下就能直接使用了;2、它没有个更正式的名称么? 但是好在,我找到了“另一种方法”,更加容易理解。但是因为篇幅有限(使用LaTex在blog中排版实在太麻烦了,所以暂时就先做这样一个不伦不类的备忘,等到后期有时间了,再重新整理、补充上来吧)。 2.1、我似乎理解了作者的解法(update: 2024.10.09) 首先,作者使用的这个解法,正式的名称应该是“隐函数求导法”,具体的思路是:1、首先依据原函数,构建出它的反函数的“隐式形式”;2、然后不对“隐函数”进行整理、不得出它的“显式形式”;3、直接进行“隐函数求导”就可以了;4、最后再稍作整理,将其中的y值设法用x值表示出来。 我之所以无法理解它,主要是因为从原函数到反函数的变化过程、或者说反函数的定义过程,没有理解。例如: 原函数如果是:,如果想对这个原函数的反函数求导,首先就是要找到、或者定义出它的反函数来,但是要怎么定义它的反函数呢?直接通过下面的方法构建出来隐函数方程,并且不进行简化就可以了: 原函数: 反函数的隐式表达形式: 这就是隐函数,虽然没有得出一个显式的表达式,但是直接用这个隐函数求导就可以了。作者的解法我虽然理解了,但还是绕脑子、吃不透、无法顿悟,痛苦中。我想我最大的困惑就是为什么只需要将x和y对调一下位置,就可以定义出反函数来了? 2.2、再次尝试理解反函数 原函数:,我换一种写法,将x写成“输入”、将y写成“输出”,看这样是否能够避开抽象的符号,让自己的头脑更清晰一些? 原函数:,这个原始的函数的目的是:通过给定一个具体的输入值、经过某种映射关系,得到一个明确的输出值。 现在抛开x和y的想法,只是将上面的等式稍作调整、只是文字上的调整,调整成,不用关心文字细节的变化,他们本质上还是喂入一个具体的输入数值、经过同样的映射、得到经过映射之后的输出数值。 此时对于调整后的关系式:既可以说它的自变量是,经过正弦映射得到计算结果。也可以说自变量是,经过某种未知未解的映射关系,得到的结果将是。如果按照后面的说法来说,那么上面的关系式就变成了一个未解、待解的方程,需要求解出来,才能看出具体的映射关系来。 至此,如果不求解,那么上面的未解方程,就已经是一个隐式函数了;若能解出来,那么就是显式定义的函数。 2.3、适用于我自己的方法(其实这个方法也有个更准确的名称:基于反函数性质的求导法) 上面的“对调x和y其实我还是一头雾水”,先这样吧。接下来记录一下自己比较能够理解的方法。但是自己用的这个方法似乎也存在缺陷,在“教材”后面专门提到过,似乎是要注意f(r(x))和r(f(x))两种不同的嵌套关系中,一种是错误的、一种是正确的;我还没有时间详细推敲我所使用的这个建议的推导过程,是否正中了教材中明确指出的错误。 提问:已知正弦函数,求其反函数的导数。 解: 首先定义的反函数为,欲求。这里之所以不使用原因是相似符号太多眼睛容易花。 因为根据函数与反函数的特性,有…