Gymnasiet
Ma4
Kapitel 2.2.1

Implicita funktioner och deras derivata

Med implicit derivering bestäms tangentens lutning till en kurva given som ekvation, utan att först lösa ekvationen.

På den här sidan

Bakgrund

Ibland är sambandet mellan x\displaystyle x och y\displaystyle y givet som en ekvation som inte är löst för y\displaystyle y, till exempel en cirkel x2+y2=25\displaystyle x^2+y^2=25. Man säger att y\displaystyle y är definierad implicit. Med implicit derivering kan man ändå bestämma tangentens lutning, utan att först lösa ut y\displaystyle y.

Teori

Derivera båda leden med avseende på x\displaystyle x. Varje gång y\displaystyle y deriveras ger kedjeregeln en faktor y′\displaystyle y', eftersom y\displaystyle y beror på x\displaystyle x:

ddx y2=2y⋅y′,ddx (xy)=y+xy′\dfrac{d}{dx}\,y^2=2y\cdot\nobreak y',\qquad\allowbreak \dfrac{d}{dx}\,(xy)=\nobreak y+\nobreak xy'

Lös sedan ut y′\displaystyle y' ur den deriverade ekvationen.

  1. Derivera båda leden term för term.
  2. Samla alla termer med y′\displaystyle y' på ena sidan.
  3. Bryt ut y′\displaystyle y' och dividera.

Exempel och tillämpningar

Exempel 1: Tangent till en cirkel

Uppgift: Bestäm tangentens lutning till cirkeln x2+y2=25\displaystyle x^2+y^2=25 i punkten (3; 4)\displaystyle (3;\ 4).

Exempel 2: Produkt med y

Uppgift: Bestäm y′\displaystyle y' om xy+y2=6\displaystyle xy+y^2=6, och beräkna lutningen i punkten (1; 2)\displaystyle (1;\ 2).

Exempel 3: Derivatan av arcsin

Uppgift: Visa att Darcsin⁡x=11−x2\displaystyle D\arcsin x=\dfrac{1}{\sqrt{1-x^2}} för −1<x<1\displaystyle -1<x<1.

Interaktiva funktioner

Tangenter till cirkeln

Flytta punkten längs cirkeln x2+y2=25\displaystyle x^2+y^2=25. Lutningen ges av y′=−xy\displaystyle y'=-\frac{x}{y}.

Läge på cirkeln, vinkel i radianer: t=0,9\displaystyle t=0{,}9

(x; y)≈(3,11; 3,92),y′=−3,113,92≈−0,79(x;\ y)\approx\nobreak (3{,}11;\ 3{,}92),\quad\allowbreak y'=-\nobreak \dfrac{3{,}11}{3{,}92}\approx\nobreak -\nobreak 0{,}79
Cirkeln och tangenten i den valda punkten
Lodrät axel: y
−8−5−20148−8−7−6−5−4−3−2−1012345678

Vågrät axel: x

Varje ruta motsvarar 1 på den vågräta axeln. På den lodräta axeln motsvarar en ruta 1.

  • Heldragen: Tangent
  • Streckad cirkel: x2+y2=25\displaystyle x^2+y^2=25

Markerade punkter (ungefär):

  • Tangeringspunkt: (3,108; 3,9166)

Vanliga misstag

  • Att glömma faktorn y′\displaystyle y' när en term med y\displaystyle y deriveras.
  • Att derivera xy\displaystyle xy som y′\displaystyle y'. Produktregeln behövs.
  • Att sätta in en punkt som inte ligger på kurvan.

Vanliga frågor

Tips för implicit derivering

Viktigt att tänka på

  • Skriv y′\displaystyle y' direkt efter varje term med y\displaystyle y när du deriverar.
  • Kontrollera att punkten uppfyller ekvationen innan du sätter in den.

Testa dig själv: Implicit derivering1/3

Vad blir dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} för cirkeln x2+y2=25\displaystyle x^2+y^2=25?

Testa att du förstått

Träna uppgifter i derivata för Matematik 4. Du får facit och förklaring direkt.

Träna på det här

Aktivera JavaScript för att använda formulär och interaktiva verktyg. Sidans innehåll och länkar kan läsas utan JavaScript.