[spec] implicit differentiation
[notes.git] / spec / calculus.md
index 5c3b3fc4746850c036438c43b399f75a809cd91c..c2390847c889916098938a0431b7fd82a7e53440 100644 (file)
@@ -95,12 +95,14 @@ $$\lim_{h \rightarrow 0} {{e^h-1} \over h}=1$$
 
 ## Chain rule for $(f\circ g)$
 
-$${dy \over dx} = {dy \over du} \cdot {du \over dx}$$
-$${d((ax+b)^n) \over dx} = {d(ax+b) \over dx} \cdot n \cdot (ax+b)^{n-1}$$
+If $f(x) = h(g(x)) = (h \circ g)(x)$:
 
-Function notation:
+$$f^\prime(x) = h^\prime(g(x)) \cdot g^\prime(x)$$
 
-$$(f\circ g)^\prime(x)=f^\prime(g(x))g^\prime(x),\quad \mathbb{where}\hspace{0.3em} (f\circ g)(x)=f(g(x))$$
+If $y=h(u)$ and $u=g(x)$:
+
+$${dy \over dx} = {dy \over du} \cdot {du \over dx}$$
+$${d((ax+b)^n) \over dx} = {d(ax+b) \over dx} \cdot n \cdot (ax+b)^{n-1}$$
 
 Used with only one expression.
 
@@ -110,7 +112,6 @@ ${du \over dx} = 2x$
 $y=u^7$  
 ${dy \over du} = 7u^6$  
 
-
 ## Product rule for $y=uv$
 
 $${dy \over dx} = u{dv \over dx} + v{du \over dx}$$
@@ -196,7 +197,8 @@ Order of polynomial $n$th derivative decrements each time the derivative is take
 
 ### Points of Inflection
 
-*Point of inflection* - point of maximum gradient (either +ve or -ve). Occurs where $f^{\prime\prime} = 0$
+*Stationary point* - point of zero gradient (i.e. $f^\prime(x)=0$)  
+*Point of inflection* - point of maximum $|$gradient$|$ (i.e.  $f^{\prime\prime} = 0$)
 
 - if $f^\prime (a) = 0$ and $f^{\prime\prime}(a) > 0$, then point $(a, f(a))$ is a local min (curve is concave up)
 - if $f^\prime (a) = 0$ and $f^{\prime\prime} (a) < 0$, then point $(a, f(a))$ is local max (curve is concave down)
@@ -258,13 +260,25 @@ $${dy \over dx} = {{dy \over dt} \over {dx \over dt}} \> \vert \> {dx \over dt}
 
 $${d^2 \over dx^2} = {d(y^\prime) \over dx} = {{dy^\prime \over dt} \over {dx \over dt}} \> \vert \> y^\prime = {dy \over dx}$$
 
-# Rational functions
+## Rational functions
 
 $$f(x) = {P(x) \over Q(x)} \quad \text{where } P, Q \text{ are polynomial functions}$$
 
-## Addition of ordinates
+### Addition of ordinates
 
 - when two graphs have the same ordinate, $y$-coordinate is double the ordinate
 - when two graphs have opposite ordinates, $y$-coordinate is 0 i.e. ($x$-intercept)
 - when one of the ordinates is 0, the resulting ordinate is equal to the other ordinate
 
+
+## Implicit Differentiation
+
+On CAS: Action $\rightarrow$ Calculation $\rightarrow$ `impDiff(y^2+ax=5, x, y)`. Returns $y^\prime= \dots$.
+
+Used for differentiating circles etc.
+
+If $p$ and $q$ are expressions in $x$ and $y$ such that $p=q$, for all $x$ nd $y$, then:
+
+$${dp \over dx} = {dq \over dx} \quad \text{and} \quad {dp \over dy} = {dq \over dy}$$
+
+