隐函数求导计算器
对x和y的隐函数方程求1阶、2阶或3阶导数,无需先求解y,显示所有偏导数,并可选地在一点进行求值。
输入
可选 — 在某点处计算导数。若仅需符号结果,请将x₀和y₀都留空。
输出
使用此工具的更多方式
REST API
curl -X POST https://api.iotools.cloud/v1/tool/implicit-derivative-calculator \
-H "Authorization: Bearer YOUR_API_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"lhs": "x^2 + y^2",
"rhs": "25",
"order": "1",
"x0": "3",
"y0": "4"
}'替换成您账户中的密钥。工具的字段即为请求体——没有额外包装。
让 AI 代理执行
Use the IOTools `implicit-derivative-calculator` tool (Implicit Derivative Calculator) on this input:
YOUR_INPUT_HERE将此粘贴给任何已连接 IOTools MCP 服务器的代理,再加上您的输入内容。
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也可通过
使用指南
隐函数求导计算器对x和y的方程关于x求导——无需先求解y——达到1阶、2阶或3阶导数。它显示所使用的每个偏导数、产生的符号导数,以及在点**(x₀, y₀)**处的可选数值计算。
这个工具是为检查隐函数微分功课的微积分学生设计的,也适合任何需要求圆形、椭圆或笛卡尔叶片等曲线的dy/dx(或更高阶导数)的人。这些情况下不需要手动分离y——大多数隐函数方程实际上不能用初等函数求解。
如何使用
- 输入方程的左边和右边,用x和y表示——标准数学记号均可使用:
^表示幂,*表示乘法,以及sqrt()、sin()、cos()、log()等mathjs表达式解析器支持的其他函数。例如,半径为5的圆在左边是x^2 + y^2,右边是25。 - 选择求导的阶数——1阶导数(dy/dx)、2阶导数(d²y/dx²)或3阶导数(d³y/dx³)。
- 可选地输入点**(x₀, y₀)**获取数值结果——若仅需符号结果,两个都留空。
- 查看隐函数导数获取符号结果,查看分步求导过程获取用到的所有偏导数。
输入时结果会自动更新。例如,圆x^2 + y^2 = 25在点(3, 4)处的结果是dy/dx = -(x / y) = -0.75。
隐函数求导如何工作?
将方程写成H(x, y) = 0(左边减右边),对H(x, y(x)) = 0关于x求导——通过链式法则将y视为x的函数——然后求解导数得到:
dy/dx = -Hx / Hy其中Hx和Hy是H的普通偏导数,每个都通过将另一个变量视为常数来计算。这避免了需要对原方程求解y——对于像笛卡尔叶片(x³ + y³ = 9xy)这样的曲线,这种方式根本不可能用初等函数得到闭形式解。
第2阶和第3阶导数在所得关系式上重复同样的技巧,每次将较低阶的结果代入回去:
d²y/dx² = -(Hxx + 2·Hxy·y′ + Hyy·y′²) / Hy
d³y/dx³ = -(Hxxx + 3·Hxxy·y′ + 3·Hxyy·y′² + Hyyy·y′³ + 3·Hxy·y″ + 3·Hyy·y′·y″) / Hy如果答案同时包含x和y怎么办?
这是预期的——与显函数导数不同,隐函数导数是x和y两者的函数,因为y本身没有被分离。对于上面的圆的例子,dy/dx = -(x / y)只有在你也固定曲线上的一个点(如(3, 4))后才是一个数字,这正是可选的x₀/y₀字段的用途。
我可以输入哪些函数?
mathjs表达式计算器理解的任何东西:多项式(x^2*y - 2*x)、三角函数(sin(x*y)、cos(y))、根号和对数(sqrt(x)、log(y))以及这些的组合,使用x和y作为两个变量。三角函数中的角度默认为弧度——用pi表示π。
使用已经是显函数的函数f(x, y, z),需要其方向导数或梯度?查看方向导数计算器。要直接计算任意数学表达式,查看数学计算器。
隐私
这个计算器完全在你的浏览器中运行。你的方程、阶数和点从不上传、记录或存储——计算在你的设备上本地进行。