含 x 與 y 的方程 · 求解 dy/dx

隱函數微分計算機

輸入包含 x 與 y 的方程。對等式兩邊微分,把 y 視為 x 的函數,並用確定性的偏導恆等式解出 dy/dx。

支援方程結構解析明確展示 dy/dx答案不由 AI 編造

專屬計算工作台

隱函數微分

計算引擎

使用 ^ 表示乘方,函數請加括號。可直接輸入 sec(x) 和 arctan(x);三角函數按弧度制計算。

輸入幫助與支援範圍

保留原題,計算前確認變數和實時預覽。平方根指數請寫成 ^(1/2),函數引數請加括號。

輸入帶一個等號的完整方程,選擇不同的自變數和因變數。網站不會替你補寫等號右側。

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如果已經寫成 y=f(x) 的顯函數形式,請使用普通微分計算機。本頁處理 x 與 y 隱式關聯的方程。 全部導數工具

對等量關係微分

什麼是隱函數微分?

當 y 由方程定義、沒有單獨寫成 y=f(x) 時,可以用隱函數微分。每個含 y 的項都必須體現 y 對 x 的隱含依賴。

為什麼 y 的旁邊會出現 dy/dx

在 x²+y²=25 中,y 會隨 x 沿圓周變化。因此對 y² 微分要透過連鎖律得到 2y·dy/dx,而不是簡單的 2y。

微分後的方程為 2x+2y·dy/dx=0。移項併除以 2y,可得 dy/dx=−x/y,其中 y 不為零。

用偏導數整理過程

先把方程寫成 F(x,y)=0。其全導數為 Fₓ+Fᵧ·dy/dx=0,因此當分母不為零時,dy/dx=−Fₓ/Fᵧ。

計算機會解析等號兩側,組成一個關係式,再透過確定性引擎計算兩個偏導數並顯示它們負比值。

處理同時含 x 和 y 的乘積

對於 x²+xy+y²=1,乘積微分法則會把 xy 變為 y+x·dy/dx,其他導數項分別為 2x 和 2y·dy/dx。

合併含導數的項可得 (x+2y)dy/dx=−(2x+y),所以斜率為 −(2x+y)/(x+2y)。

理解導數無定義的情況

當 Fᵧ 為零時,dy/dx 可能無定義,也可能出現豎直切線或奇點。分母為零本身就是重要的數學資訊。

代入導數的點也必須滿足原方程。符號斜率公式只適用於題目給定的等量關係。

可靠的隱函數微分流程

先確認輸入的是方程,而不是單獨的表示式。x²+y²=25 這樣的隱式關係同時描述許多有序數對。雖然 y 沒有寫成 y(x),它仍會隨 x 沿曲線變化,因此含 y 的項微分時會出現 dy/dx。25 或固定引數 r 的 r² 等常數微分為零。 對等號兩邊的每一項同時關於 x 微分。只含 x 的項使用普通規則;只含 y 的項使用連鎖律,例如 d/dx(y²)=2y·dy/dx,d/dx(sin y)=cos(y)·dy/dx。xy 這樣的混合項需要乘積微分法則,導數是 y+x·dy/dx。在每個受影響的 y 項旁明確寫出 dy/dx,可以避免把 y 錯當常數。 微分後,把所有含 dy/dx 的項移到一側,其餘項移到另一側,再提取 dy/dx 並相除。對於 x²+xy+y²=1,微分得 2x+y+x·dy/dx+2y·dy/dx=0,整理為 (x+2y)dy/dx=−(2x+y),所以 dy/dx=−(2x+y)/(x+2y)。把方程寫成 F(x,y)=0 後,也可用緊湊公式 dy/dx=−Fₓ/Fᵧ 得到同樣結果。 偏導數公式只是更簡潔的計算路徑,並沒有省略背後的連鎖律。Fₓ 表示固定 y 時關係隨 x 的變化,Fᵧ 表示 y 方向的變化;沿曲線兩者必須平衡,因此 Fₓ+Fᵧ·dy/dx=0。CalculusMate 會展示原關係、兩個偏導數及其負比值,使推理過程保持可檢查。 符號導數不等於某一點的數值斜率。求點處斜率時,先確認該點滿足原方程,再把兩個座標代入 dy/dx。例如在圓 x²+y²=25 的點 (3,4) 處,斜率為 −3/4。不在圓上的點對這條曲線沒有意義。若分母為零,應檢查豎直切線或奇點,而不是給出普通有限斜率。 有些關係包含多個分支。把圓顯式解出會得到上下兩個分支,而隱函數微分能用一個公式同時處理,斜率符號由座標決定。這種方法可以避免不必要的代數運算,也能處理難以解出 y 的方程。但它仍要求關係在該點附近可微,並且隔離 dy/dx 時使用的分母不為零。 清晰的書寫應依次保留原方程、等號兩側各項的導數、每個連鎖律產生的 dy/dx、合併因子以及最終化簡。頁面按這一順序展示確定性的符號斜率,不會靜默處理奇異曲線,也不會在數學條件不足時擅自選擇分支。

同時檢查代數和曲線

練習時可在每條關係上選一個點並檢查該點斜率。對於圓,比較對稱位置能看到符號如何變化;對於 xy=c,注意導數 −y/x 與顯函數 y=c/x 的斜率一致,其中 x 不為零。檢查答案時,數出原式中每個 y,確認它們微分後都產生了 dy/dx,包括藏在乘積或函數里的 y;再確認所有導數因子都在相除前完成合並。如果指定點使分母為零,應回到原曲線分析局部幾何形狀。計算機可以指出這種條件,但要區分豎直切線、尖點或奇異交點,還需要結合方程和具體點判斷。

可以嘗試的方程

看隱藏的導數一步步出現

x2+y2=25x^{2} + y^{2} = 25

圓上 y 不為零的位置滿足 dy/dx=−x/y。

x²+xy+y²=1

乘積 xy 需要先使用乘積微分法則,之後才能合併 dy/dx 項。

xy=6

對乘積微分得到 y+x·dy/dx=0,再解出 dy/dx=−y/x。

目前支援的方程範圍

請輸入一個使用受支援運算和函數的方程。解題工具返回符號導數,但不會替你把原曲線解成 y,也不會自動判斷奇點型別。

FAQ
隱函數方程應該怎樣輸入?+

輸入一個方程,例如 x^2+y^2=25。冪使用 ^,乘法含義不清楚時請使用 *。

為什麼要把 y 看成 x 的函數?+

沿曲線移動時,x 的變化通常會引起 y 的變化。連鎖律用 dy/dx 紀錄這種依賴。

能求某一點的斜率嗎?+

工具會返回符號形式的 dy/dx;把原方程上的有效點代入即可得到數值斜率。

分母為零怎麼辦?+

此時斜率可能無定義,曲線也可能存在豎直切線或奇點。