- •33) Элементы теории функций
- •38) Первый замечательный предел: Второй замечательный предел:
- •45) Неявно заданная функция
- •47) Теорема Лагранжа. (о конечных приращениях)
- •48) Производные и дифференциалы высших порядков
- •49) Теорема Коши. (Об отношении конечных приращений двух функций)
- •51) Возрастание и убывание фукции
38) Первый замечательный предел: Второй замечательный предел:
39) Приращение функции f(x) в точке x0 — функция, обычно обозначаемая ∆x0f от новой переменной ∆x0x=x-x0 , определяемая как ∆x0f(∆x0x)=f(x)-f Переменная ∆x0x=x-x0 называется приращением аргумента.
В случае когда ясно о каком значении x0 идёт речь, применяется более короткая запись. ∆f(∆x)=∆x0f(∆x0x)
Есть две точки: x1 и x2. Разность x2 - x1 называют приращением аргумента и обозначают Δx. Разность значений функции в этих точках f(x2) - f(x1) называют приращением функции и обозначают Δf(x). То есть это величина, на которую изменилось значение функции при переходе от одной точки к другой.
Произво́дная (функции в точке) — основное понятие дифференциального исчисления, характеризующее скорость изменения функции (в данной точке). Определяется как предел отношения приращения функции к приращению ее аргумента при стремлении приращения аргумента к нулю, если такой предел существует. Функцию, имеющую конечную производную (в некоторой точке), называют дифференцируемой (в данной точке).
Геометрический смысл производной заключается в том, что численно производная функции в данной точке равна тангенсу угла, образованного касательной, проведенной через эту точку к данной кривой, и положительным направлением оси Ох:
40) Дифференцируемость функций. Определение. Если функция y = f(x) имеет производную в точке x = x0, то функция дифференцируема в этой точке. Дифференци́руемая (в точке) фу́нкция — это функция, у которой существует дифференциал (в данной точке). Дифференцируемая на некотором множестве функция — это функция, дифференцируемая в каждой точке данного множества. Дифференцируемость является одним из фундаментальных понятий в математике и имеет значительное число приложений как в самой математике, так и в других естественных науках.
Связь между дефференцируемостью и непрерывностью функции: Если функция y=f(x) дифференцируема в точке Х, то она и непрерывна в этой точке.обратное не гарантировано.
41) Производная суммы (разности) двух дифференцируемых функций равна сумме (разности) производных этих функций:
Производная конечной алгебраической суммы дифференцируемых функций равна такой же алгебраической сумме производных слагаемых. Например,
Производная произведения функций.
Пусть u(x) и u(x) - дифференцируемые функции. Тогда произведение функций u(x)v(x) также дифференцируемо и
Производная произведения двух функций не равана произведению производных этих функций.
Производная частного функций. Пусть u(x) и u(x) - дифференцируемые функции. Тогда, если v(x) ≠ 0, то производная частного этих функций вычисляется по формуле
42) Производные тригонометрических функций. y=sinx, y/=limΔx→0Δxsin(x+Δx)−sinx=limΔx→0Δx2sin2Δxcos22x+Δx=limΔx→0Δx22Δxcos(x+2Δx)=cosx,(sinx)/=cosx.
(cosx)/=−sinx.
y=tgx,
y/=cos2x(sinx)/cosx−(cosx)/sinx=cos2xcos2x+sin2x=1cos2x,
(tgx)/=1cos2x.
(ctgx)/=−1sin2x.
Производная логарифмической функции. y=logax,
y/=limΔx→0ΔxΔy=limΔx→0Δxloga(x+Δx)−logax=limΔx→0Δxloga(xx+Δx)=limΔx→0xxΔxloga(1+xΔx)= =limΔx→0x1·loga(1+xΔx)·1xΔx=[t=xΔx,Δx→0,t→0]=limt→0x1·t1·loga(1+t)=x1limt→0loga(1+t)t1= =x1loga[limt→0(1+t)t1]=x1logae=1xlna,
Производная степенной функции. y=xμ,μ∈R.
y/=limΔx→0ΔxΔy=limΔx→0Δx(x+Δx)μ−xμ=limΔx→0Δxxμ[(xx+Δx)−1]=limΔx→0xΔx·xxμ[(1+xΔx)−1]= =limΔx→0xΔxxμ−1[(1+xΔx)−1]=[xΔx=t,Δx→0,t→0]=limt→0xμt(1+t)μ−1=xμ·μ,
[xμ]/=μ·xμ−1.
Производная показательной функции. y=ax,
y/=limΔx→0ΔxΔy=limΔx→0Δxax+Δx−ax=limΔx→0Δxax(aΔx−1)=axlna,
[ax]/=axlna.
43) Логарифмическая произво́дная — производная от натурального логарифма функции.
Часто применяется для упрощения нахождения производной некоторых функции, например сложно-показательных
Дифференцирование сложной функции Цепное правило (правило дифференцирования сложной функции) позволяет вычислить производную композиции двух и более функций на основе индивидуальных производных. Если функция f имеет производную в точке х0, а функция g имеет производную в точке y0=f(x0), то сложная функция h(x) = g(f(x)) также имеет производную в точке x0.
Производная
сложно-показательной функции
Пусть f(x)=u(x)g(x) (для
краткости f=ug,
где u и g - функции). Тогда
,
.
С другой стороны,
,
т.е.
.
Окончательно
имеем
44)
Производная
обратной функции
Пусть y=f(x) -
функция от аргумента x в некотором
интервале (a,b).
Если в уравнении y=f(x) y
считать аргументом, а x - функцией, то
возникает новая функция
,
где
- функция
обратная данной.
Производные
от обратных тригонометрических
функций
