Производная. Правила и формулы дифференцирования.

Напомним, что приращением функции у=f(х) называется разность , где - приращение аргумента х.

Из рисунка видно, что (1).

Предел отношения приращения функции к приращению аргумента при произвольном стремлении к нулю называется производной функции у=f(х) в точке х и обозначается одним из следующих символов: у', f'(х), .

Рис. 1.

Таким образом, по определению

(2)

Если указанный в формуле (2) предел существует, то функцию f(х) называют дифференцируемой в точке х, а операцию нахождения производной у' – дифференцированием.

Из равенства (1) и определения производной, (см. формулу (2)) следует, что производная в точке х равна тангенсу угла наклона касательной, проведенной в точке М(х, у), к графику функции у=f(х) (см. рис. 1).

Легко показать, что с физической точки зрения производная у'=f'(х) определяет скорость изменения функции в точке х относительно аргумента х.

Если С — постоянное число и и=и(х), v=v(x) – некоторые дифференцируемые функции, то справедливы следующие правила дифференцирования:

1) (С)'=0;

2) (х)'.=1;

3) (и v)'=и' v';

4) (С и)'=С и'

5) (и v)'=и' v+иv';

6) ;

7) ;

8) если у=f(и) и u= (х), т. Е. y=f( (x)) – сложная функция, составленная из дифференцируемых функций, то

или ;

9) если для функции у=f(х) существует обратная дифференцируемая функция х=g(у) и , то f'(х) = .

На основании определения производной и правил дифференцирования можно составить таблицу производных основных элементарных функций:

1)	2) ( )' = lnа•u'
3) (еu)'=еu u'	4)
5)	6) (sin u)’= соs u u’
7) (соs u)’=-sin u u’	8)
9) ;	10) (arcsin u)'=
11)	12)
13)

Уравнение касательной к кривой у=f(х) в точке Мо(х₀; f(х₀))

Уравнение нормали к кривой у=f(х) в точке Мо(х₀; f(х₀)):

При f^/(х₀)=0 уравнение нормали имеет вид х=х₀.

Углом между кривыми в точке их пересечения называют угол между касательными к кривым в этой точке.

Логарифмической производной функции у=f(х) называется производная от логарифма этой функции, т. Е.

(ln f(x))’=f’(x)/f(x).

Последовательное применение логарифмирования и дифференцирования функций называют логарифмическим дифференцированием. В некоторых случаях предварительное логарифмирование функции упрощает нахождение ее производной. Например, при нахождении произ­водной функции у=и^v, где и=u(х), v=v(х), предварительное логарифмирование приводит к формуле

у =и^v ln и v' + v и ^v-1 и'.

Если зависимость между переменными у и х задана в неявном виде уравнением F(х, у)=0, то для нахождения производной у'= в простейших случаях достаточно продифференцировать обе части уравнения F(х, у)=0, считая у функцией от х, и из полученного уравнения, линейного относительно у', найти производную.