反函式组

反函式组

反函式组是函式的另一种表现形式,反函式组的存在性问题是隐函式组存在性问题的一种特殊形式。反函式组是数学分析领域函式理论方面的重要内容。

    • 中文名:反函式组
    • 外文名:Inverse function group
    • 学科领域範围:数学分析
    • 属性:隐函式组

定义

设函式

是定义在

平麵点集

上的两个函式,对每一点

,由方程组(1)有

平面上惟一的一点

与之对应。我们称方程组(1)确定了

的一个映射(变换),记作

。这时映射(1)可写成如下函式形式

或写成点函式形式

,并称

为映射

的象,而

则是

的原象。记

在映射

下的象集为

反过来,若

为一一映射(即不仅每一原象只对应一个象,而且不同的原象对应不同的象)。这时每一点

,由方程组(1)都有惟一的一点

与之相对应。由此产生的新映射称为映射

的逆映射(逆变换),记作

,即

或者

亦即存在定义在

上的一个函式组

把它代入(1)而成为恆等式:

这时我们又称函式组(2)是函式组(1)的反函式组。

关于反函式组的存在性问题,其实是隐函式组存在性问题的一种特殊情形。这只需要把方程组(1)改写成

并将隐函式组定理套用于(4),便可得到函式组(1)在某个局部範围记忆体在反函式组(2)的下述定理。

定理(反函式组定理)

设函式组(1)及其一阶偏导数在某区域

上连续,点

的内点,且

则在点

的某一领域

上存在惟一的一组反函式(2),使得

,且当

时,有

以及恆等式(3)。此外,反函式组(2)在

上存在连续的一阶偏导数,且

由上式可以看到:互为反函式组的(1)和(2),它们的雅可比行列式互为倒数,即

这与(一元)反函式求导公式相类似。

例1

平面上的点

的直角坐标

与极坐标

之间的坐标变换公式为

由于

所以除

轴外,在一切点上由函式组(5)所确定的反函式组是

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