Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
College aantekeningen

Analysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% Pass

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
6
Geüpload op
02-01-2025
Geschreven in
2024/2025

Analysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% PassAnalysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% PassAnalysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% PassAnalysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% PassAnalysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% PassAnalysis 2-The Inverse Function Theorem and the Implicit Function-Theorem, guaranteed and verified 100% Pass

Meer zien Lees minder
Instelling
Math
Vak
Math

Voorbeeld van de inhoud

1


The Inverse Function Theorem and the Implicit Function Theorem


In first year calculus, we learn that if 𝑓: ℝ → ℝ is continuously
differentiable and 𝑓′(𝑎) ≠ 0, then there is an open interval, 𝑉, containing 𝑎
such that 𝑓 ′ (𝑥 ) > 0 or 𝑓 ′ (𝑥 ) < 0 for all 𝑥 ∈ 𝑉.
If 𝑓 ′ (𝑥 ) > 0, then 𝑓 is strictly increasing on 𝑉. If 𝑓 ′ (𝑥 ) < 0, then 𝑓 is strictly
decreasing on 𝑉. Therefore, 𝑓 is 1-1 on 𝑉 and has an inverse function on
𝑓(𝑉 ) = 𝑊. In addition, if 𝑦 ∈ 𝑊 then,

1
(𝑓 −1 )′ (𝑦) = .
𝑓 ′ (𝑓 −1 (𝑦))

We would like to develop a similar theorem for 𝑓: ℝ𝑛 → ℝ𝑛 .



Inverse Function Theorem: Suppose that 𝑓: ℝ𝑛 → ℝ𝑛 is continuously
differentiable in an open set containing 𝑎 and det(𝐷𝑓 (𝑎 )) ≠ 0, then there is
an open set, 𝑉, containing 𝑎 and an open set, 𝑊, containing 𝑓(𝑎) such that
𝑓: 𝑉 → 𝑊 has a continuous inverse, 𝑓 −1 : 𝑊 → 𝑉, which is differentiable for
𝑦 ∈ 𝑊 and satisfies:

−1
(𝑓 −1 )′ (𝑦) = [𝑓 ′ (𝑓 −1 (𝑦))] .




𝑉 𝑓
𝑎

𝑊

𝑓 −1 𝑓(𝑎)

, 2


Ex. Let 𝐹: ℝ2 → ℝ2 by 𝐹 (𝑠, 𝑡 ) = (𝑠 2 − 𝑡 2 , 2𝑠𝑡). Show that there exists
an open set, 𝑉, containing (2, 3) and an open set, 𝑊, containing
𝐹 (2, 3) = (−5, 12) such that 𝐹 has a continuously differentiable
inverse 𝐹 −1 : 𝑊 → 𝑉. Find 𝐷𝐹 −1 (−5, 12) and show 𝐹 does not have an
inverse globally.



2𝑠 −2𝑡
𝐷𝐹 (𝑠, 𝑡 ) = ( )
2𝑡 2𝑠
so 𝐹 (𝑠, 𝑡 ) is continuously differentiable everywhere since all of the partial
derivatives are continuous everywhere.

4 −6
𝐷𝐹 (2, 3) = ( )
6 4
det(𝐷𝐹 (2, 3)) = 16 + 36 = 52 ≠ 0
So by the inverse function theorem, there exist open sets, 𝑉 and 𝑊,
containing (2, 3) and (−5, 12) such that 𝐹 −1 : 𝑊 → 𝑉 and 𝐹 −1 is
continuously differentiable.

𝐷𝐹 −1 (−5, 12) = [𝐷𝐹 (2, 3)]−1
1 4 6
𝐷𝐹 −1 (−5, 12) = ( )
52 −6 4
1 2 3
𝐷𝐹 −1 (−5, 12) = ( )
26 −3 2

For 𝐹 to have a global inverse, it would need to be 1-1 on all of ℝ2 . But
𝐹 (−1, −1) = (0, 2) and 𝐹 (1, 1) = (0, 2), so 𝐹 is not globally 1-1 and hence
has no global inverse.

The inverse function theorem only guarantees a local inverse. In fact, 𝑓 can have
a local inverse at every point and not have a global inverse.

Geschreven voor

Instelling
Math
Vak
Math

Documentinformatie

Geüpload op
2 januari 2025
Aantal pagina's
6
Geschreven in
2024/2025
Type
College aantekeningen
Docent(en)
Auroux, denis
Bevat
Alle colleges

Onderwerpen

$11.89
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
sudoexpert119

Ook beschikbaar in voordeelbundel

Thumbnail
Voordeelbundel
Analysis Course notes
-
21 2025
$ 96.67 Meer info

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
sudoexpert119 Harvard University
Bekijk profiel
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
-
Lid sinds
1 jaar
Aantal volgers
0
Documenten
411
Laatst verkocht
-
A+ Smart Scholars Studio

Ace your exams with trusted, expertly crafted resources built for top-tier results.

0.0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen