在
数学中,隐函数定理是一个描述关系以
隐函数表示的某些变量之间是否存在显式关系的定理。隐函数定理说明,对于一个由关系R(x,y)=0表示的隐函数,如果它在某一点附近的
微分满足某些条件,则在这点附近, y可以表示成关于x的函数:
然而,局部地用 x来表示y是可以的。给定圆上一点 ,如果y>0,也就是说这点在圆的上半部分的话,在这一点附近y可以写成关于x的函数: 。如果y<0,附近的y也可以写成关于x的函数: 。
设f:R→R为一个
连续可微函数。这里R被看作是两个空间的
直积:R×R,于是R中的一个元素写成 (x,y)=(x1,...,xn,y1,...,ym)的形式。
对于任意一点(a,b)=(a1,...,an,b1,...,bm)使得f(a,b)=0,隐函数定理给出了能否在(a,b)附近定义一个y关于x的函数g,使得只要:f(x,y)=0,就有y=g(x)的充分条件。这样的函数g存在的话,严格来说,就是说存在a和b的
邻域U和V,使得g的定义域是:g:U→V,并且g的函数图像满足:
隐函数定理说明,要使的这样的函数g存在,函数f的
雅可比矩阵一定要满足一定的性质。对于给定的一点 (a,b), f的雅可比矩阵写作:
其中的
矩阵X是 f关于 x的偏微分,而Y是f关于y的偏微分。隐函数定理说明了:如果Y是一个
可逆的矩阵的话,那么满足前面性质的U、 V和函数 g就会存在。概括地写出来,就是:
设f:R→R为
连续可微函数,并令R中的坐标记为 (x,y)。给定一点 (a1,...,an,b1,...,bm)=(a,b)使得f(a,b)=c,其中c∈R。如果矩阵[(∂fi/∂yj)(a,b)]是可逆矩阵的话,那么存在a的邻域U、b的邻域V以及同样是连续可微的函数g:U→V,满足