定義
我們以前經常接觸的函式,其表達式大多是自變數的某個算式,如
這種形式的函式稱為顯函式. 但在不少場合會遇到另一種形式的函式,其自變數與因變數之間的對應法則是由一個方程式所確定,通常稱為隱函式。 例如: 。
設,函式 。對於方程
如果存在集合 ,對任何 ,有惟一確定的 ,使得 ,且滿足方程(1),則稱方程(1)確定了一個定義在上,值域含於 的隱函式。若把它記為
則成立恆等式
例如方程
能確定一個定義在 上的隱函式 。如果從方程中把 解出,這個函式也可表示為顯函式形式
設有方程組
其中 , 為定義在 上的 元函式。 若存在平面區域 ,對於中
的每一點 ,有惟一的 ,使得 ,且滿足方程(2)確定了 隱函式組
並在 上成立恆等式
定理
為了探索由方程組(2)確定的隱函式組所需要的條件,不妨假設(2)中的函式 和 是可微的,而且由(2)所確定的兩個隱函式 和 也是可微的。那么通過對方程組(2)關於,分別求偏導數,得到
要想從(3)中解出 與 ,從(4)中解出 與 ,其充分條件是它們的係數行列式不為零,即
(5)式左邊的行列式稱為函式 , 關於變數 的函式行列式(或雅克比(Jacobi)行列式)亦可記作 。
隱函式定理
若 與 在以點 為內點的區域 上滿足
(i)在 上 具有一階連續偏導數,
(ii) , (初始條件),
(iii) 在點 不等於零,
則 存在點 的某一(四維空間)鄰域 ,在 上,方程組(2)惟一地確定了定義在點 的某一(二維空間)鄰域 上的兩個二元隱函式
使得 ,且當 時
, 在 上連續;
, 在 上有一階偏導數,且