Was ist die implizite Ableitung von 4 = (x + y) ^ 2?

Was ist die implizite Ableitung von 4 = (x + y) ^ 2?
Anonim

Antworten:

Sie können Kalkül verwenden und einige Minuten für dieses Problem aufwenden, oder Sie können Algebra und einige Sekunden verwenden, aber in beiden Fällen werden Sie es schaffen # dy / dx = -1 #.

Erläuterung:

Beginnen Sie mit der Ableitung in Bezug auf beide Seiten:

# d / dx (4) = d / dx (x + y) ^ 2 #

Auf der linken Seite haben wir die Ableitung einer Konstanten - was gerecht ist #0#. Das reduziert das Problem auf:

# 0 = d / dx (x + y) ^ 2 #

Zu bewerten # d / dx (x + y) ^ 2 #, müssen wir die Potenzregel und die Kettenregel verwenden:

# d / dx (x + y) ^ 2 = (x + y) '* 2 (x + y) ^ (2-1) #

Hinweis: wir multiplizieren mit # (x + y) '# denn die Kettenregel besagt, dass wir die Ableitung der gesamten Funktion (in diesem Fall) multiplizieren müssen # (x + y) ^ 2 # durch die Funktion inside (in diesem Fall # (x + y) #).

# d / dx (x + y) ^ 2 = (x + y) '* 2 (x + y) #

Wie für # (x + y) '#Beachten Sie, dass wir die Summenregel verwenden können, um sie aufzubrechen # x '+ y' #. # x '# ist einfach #1#und weil wir eigentlich nicht wissen was # y # ist, wir müssen gehen # y '# wie # dy / dx #:

# d / dx (x + y) ^ 2 = (1 + dy / dx) (2 (x + y)) #

Nun, da wir unser Derivat gefunden haben, lautet das Problem:

# 0 = (1 + dy / dx) (2 (x + y)) #

Etwas Algebra zu isolieren # dy / dx #, wir sehen:

# 0 = (1 + dy / dx) (2x + 2y) #

# 0 = 2x + dy / dx2x + dy / dx2y + 2y #

# 0 = x + dy / dxx + dy / dxy + y #

# -x-y = dy / dxx + dy / dxy #

# -x-y = dy / dx (x + y) #

# dy / dx = (- x-y) / (x + y) #

Interessanterweise ist dies gleich #-1# für alle # x # und # y # (ausser wenn # x = -y #). Deshalb, # dy / dx = -1 #. Wir hätten das tatsächlich herausfinden können, ohne Kalkül zu verwenden! Schau dir die Gleichung an # 4 = (x + y) ^ 2 #. Nimm die Quadratwurzel von beiden Seiten um zu bekommen # + - 2 = x + y #. Jetzt abziehen # x # von beiden Seiten und wir haben #y = + - 2-x #. Erinnern Sie sich an diese Algebra? Die Steigung dieser Linie ist #-1#und da die Ableitung die Steigung ist, hätten wir nur sagen können # dy / dx = -1 # und vermied all diese Arbeit.