Premessa.
DEF. Una funzione si dice di classe Cm se esistono e sono continue le derivate parziali fino all’ordine m-esimo, cioè se esistono e sono continue le seguenti funzioni:
con
e gli esponenti interi e non negativi i1,…,in tali che i1+…+in=k.
A questo punto enunciamo il
Teorema delle funzioni implicite nella forma ristretta.
Sia F una funzione di classe Cm definita in un aperto U di En e a valori in R e sia S l’insieme dei punti che verificano l’equazione
(1).
Siano e i un indice tale che
, allora esiste un intorno C del punto a tale che l’insieme
si rappresenta mediante l’equazione
(2)
con funzione di classe Cm.
OSSERVAZIONE. In altre parole, il teorema ci dice che l’equazione (1) è equivalente alla (2) nell’intorno C. Cioè la (2) rappresenta la forma esplicita della (1) nell’intorno C.
DIM. Possiamo articolare la dimostrazione in 5 passi, premettendo però alcune convenzioni sui simboli che adopereremo.
L’ipotesi implica
oppure
.
I nostri calcoli saranno svolti nella sola ipotesi , senza per questo perdere la generalità. Infatti se
, prendiamo in considerazione un altro sistema di riferimento dove a ha coordinate
e dove
se
e
.
In tale sistema di riferimento la (1) si riscrive come
.
Quindi si ha il che significa
nell’intorno considerato. Abbiamo così ricondotto il caso in cui la derivata i-esima è negativa al caso in cui è positiva. Inoltre, per comodità, possiamo assumere i=n cioè
senza ledere la generalità in quanto basta riordinare le coordinate scambiando xi con xn.