Похідні від основних елементарних функцій

За аналогією з попередніми прикладами можна дістати похідні від основних елементарних функцій:

1. ; 2. ;

3. ; 4. ;

5. ; 6. ;

7. ; 8. ;

9. ; 10. ;

11. ; 12. ;

13. ; 14. .

Продиференціювати подані далі функції.

Приклад. .

 Дана функція є алгебраїчною сумою функцій, тому використовуємо теорему 2:

.

У здобутому виразі перший доданок алгебраїчної суми є добуток сталої величини на степеневу функцію  — застосуємо до нього теорему 4 і формулу (2) таблиці похідних; другий — ірраціональна функція з показником — застосуємо формулу (2) таблиці похідних; третій — логарифмічна функція з основою е  — використаємо формулу (5):

.

Приклад. .

 Задана функція складна: зовнішня — показникова функція з основою 6, внутрішня для неї — обернена тригонометрична. Обернена тригонометрична, у свою чергу, є складною, для якої внутрішня функція — алгебраїчна сума . Для суми аргументом (скінченним) є х.

Таким чином, задана функція є суперпозицією трьох функцій.

При диференціюванні послідовно застосовуємо два рази теорему 6:

У цьому виразі знизу біля кожної квадратної дужки вказано аргумент, за яким слід диференціювати функцію, взяту в дужки.

Тепер послідовно скористаємося формулами (4), (11), (2) таблиці похідних та теоремами 1, 2. Дістанемо:

.

Взагалі використані правила та формули не фіксують, а записують кінцевий результат їх застосування.

Приклад. .

 Задана функція є степенево-показниковим виразом виду

, де . (4.5)

Прологарифмуємо функцію (4.5) за основою е:

. (4.6)

Оскільки і — складні функції, після диференціювання обох частин рівності (4.6) дістанемо:

.

Звідси .

Таким чином, дістали формулу для знаходження похідної від степенево-показникової функції виду (4.5).

. (4.7)

У даному випадку формула (4.7) виглядає як

.

Монотонність функції. Екстремум функції

Функція називається зростаючою на інтервалі , якщо для будь-яких і , що належать до цього інтервалу, і таких, що < , справджується нерівність < .

Функція називається спадною на інтервалі , якщо для будь-яких і , що належать до цього інтервалу, і таких, що < , справджується нерівність > .

Як зростаючі, так і спадні функції називаються монотонними, а інтервали, в яких функція зростає або спадає – інтервалами монотонності.

Зростання і спадання функції характеризується знаком її похідної: якщо у деякому інтервалі > , то функція зростає в цьому інтервалі; якщо ж < , то функція спадає в цьому інтервалі.

Інтервали монотонності можуть відділятися один від одного або точками, де похідна дорівнює нулю, або точками, де похідна не існує. Ці точки називаються критичними точками.

Отже, щоб знайти інтервали монотонності функції , треба:

1. знайти область визначення функції;

2. знайти похідну даної функції;

3. знайти критичні точки з рівняння та за умови, що не існує;

4. розділити критичними точками область визначення на інтервали і у кожному з них визначити знак похідної.

На інтервалах, де похідна додатна, функція зростає, а де від^’ємна – спадає.