反函式存在定理的證明

時間 2021-07-17 23:01:01

1樓:知識青年

反函式定理說明如果從rn的一個開集u到rn的連續可微函式f的全導數在點p可逆(也就是說,f在點p的雅可比行列式不為零),那麼f在點p的附近具有反函式。也就是說,在f(p)的某個鄰域內,f的反函式存在。而且,反函式f-1也是連續可微的。

在無窮維的情況中,需要弗雷歇導數在p附近具有有界的反函式。

最後,定理說明:這個公式還可以從鏈式法則推出。鏈式法則說明,如果g和h是兩個函式,分別在h(p)和p具有全導數,那麼:

j(g∘h)(p)=jg(h(p))*jh(p)

設g為f,h為f-1,(g∘h)就是恆等函式,其雅可比矩陣也是單位矩陣。在這個特殊的情況中,上面的公式可以對jf-1(f(p))求解。注意鏈式法則假設了函式h的全導數存在,而反函式定理則證明了f-1在點p具有全導數。

f的反函式存在,等於是說方程組yi = fj(x1,...,xn)可以對x1,...,xn求解,如果我們把x和y分別限制在p和f(p)的足夠小的鄰域內。

2樓:清溪看世界

反函式存在性定理:

若函式 y=f(x),x∈dfy=f(x),x∈df 是嚴格單調增加(減少)的,則存在它的反函式。

x=f1(y):rf→xx=f1(y):rf→x,並且 f1(y)f1(y) 也是嚴格單調增加(減少)的。

證明:不妨設 y=f(x),x∈dfy=f(x),x∈df 嚴格單調增加,可知 ∀x1,x2∈df,x1∀y1,y2∈df−1=rf,∀y1,y2∈df−1=rf,設 x1=f−1(y1),x1=f−1(y1), x2=f−1(y2),x2=f−1(y2),則 y1=y2⇒x1=x2,y1=y2⇒x1=x2,否則

(1)x1(2)x1>x2⇒y1=f(x1)>f(x2)=y2x1>x2⇒y1=f(x1)>f(x2)=y2,

因此 f−1(y)f−1(y) 也是嚴格單調增加(減少)的。

3樓:

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