La funcion F(x,y,z)=yz^3-xzy^2+x^3+z^3+1=0 define implicitamente a z en funcion de x e y en torno del punto(1,-1,2). Calcular: a. Dz/dx(1,-1) b. D^2z / dx^2(1,-1) Gracias.
Anonimous 92! Primero comprobamos que la función implícita se verifica en el punto (1,-1,2) F(x,y,z)=yz^3-xzy^2+x^3+z^3+1=0 F(1,-1,2) = -1·8 -1·2·1 +1 +8 +1 = 0 que las derivadas parciales son continuas dF/dx= -zy^2 + 3x^2 dF/dy= z^3 - 2xz dF/dz = 3yz^2 - xy^2 + 3z^2 y que en el punto en cuestión la derivada parcial respecto z es distinta de cero dF(1,-1,2)/dz = -3·1·4 -1·1 + 3·4 = -1 Eso nos garantiza por el teorema de la función implícita que en un entorno del punto (1,-1,2) existe una única función f(x, y) tal que F(x, y, f(x, y)) = 0 en ese entorno. Derivemos la función implícita respecto a x teniendo en cuenta que a su vez z será función de x y por lo tanto habrá que usar la regla de la cadena. 3y(z^2)dz/dx - zy^2 - (y^2)dz/dx + 3x^2 + 3(z^2)dz/dx = 0 (3yz^2 - y^2 + 3z^2)dz/dx = zy^2 - 3x^2 dz/dx = (zy^2 - 3x^2) / (3yz^2 - y^2 + 3z^2) . (d^2)z/dx^2 = ((y^2)dz/dx - 6x)(3yz^2 - y^2 + 3z^2) + + (zy^2 - 3x^2)(6yz·dz/dx + 6z·dz/dx) En esta expresión sustituimos el dz/dx calculado arriba si queremos tenerla solo en función de x, y, z. No calculo el valor de las derivadas en el punto (1,-1) porque hay que calcular z en ese punto y eso consiste en resolver una ecuación de grado 3 que se sale de lo humanamente admisible.