
- •6. Дифференцируемость функций.
- •6.1. Определение производной функции.
- •6.1.1. Задачи, приводящие к понятию производной.
- •6.1.1.2. Нахождение углового коэффициента касательной к графику функции.
- •6.1.2. Определение производной.
- •6.1.3. Геометрический смысл производной. Уравнения касательной и нормали к графику гладкой функции.
- •6.2. Производные некоторых элементарных функций.
- •6.3. Производная обратной функции.
- •6.4. Формула для приращения функции, имеющей производную.
- •6.5. Основные правила дифференцирования.
- •6.6. Примеры вычисления производной.
- •6.7. Односторонние и бесконечные производные.
- •6.8. Дифференцируемость функций. Дифференциал.
- •6.9. Таблица производных и дифференциалов.
- •6.10. Производные функций, заданных параметрически и неявно.
- •6.11. Производные и дифференциалы высших порядков.
- •7. Основные теоремы дифференциального исчисления.
- •7.1. Теорема Ферма.
- •7.1.1. Определение экстремума функции.
- •7.2. Теорема Ролля.
- •7.3. Теорема Лагранжа.
- •7.4. Теорема Коши.
- •7.5. Теоремы Лопиталя.
- •7.6. Раскрытие неопределённостей с помощью правила Лопиталя.
- •7.7. Формула Тейлора.
- •7.7.3. Форма Пеано остаточного члена формулы Тейлора.
- •7.8. Представление по формуле Маклорена
- •7.9. Применение формулы Тейлора для нахождения пределов
- •8. Исследование функций и построение их графиков.
- •8.1. Условие постоянства функции.
- •8.2. Условия монотонности функции.
- •8.3. Экстремумы функции, необходимое условие.
- •8.4. Достаточные условия экстремума функции.
- •8 .5. Выпуклость графика функции. Точки перегиба.
- •8.5.1. Направление выпуклости графика функции.
- •8.6. Асимптоты графика функции.
- •8.7. Схема исследования функций и построения графиков.
6.9. Таблица производных и дифференциалов.
Соберём полученные в разделах 6.2, 6.3, 6.5 выражения для производных и следующие из них выражения для дифференциалов в одну таблицу:
№ |
y(x) |
y'(x) |
dy |
|
№ |
y(x) |
y'(x) |
dy |
1 |
y = C |
0 |
0 |
|
10 |
|
|
|
2 |
у = ха |
a ха-1 |
a ха-1dx |
|
11 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
3a |
|
|
|
|
14 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
4a |
|
|
|
|
16 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
17 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
18 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
19 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
21 |
|
|
|
6.10. Производные функций, заданных параметрически и неявно.
6.10.1.
Производные функций, заданных
параметрически.
Пусть зависимость у
от х
задана через параметр t:
,
обе эти функции дифференцируемы, и для
первой из них существует обратная
функция
.
Тогда явная зависимость у
от х
выражается формулой
.
Находим производную:
.
Здесь мы воспользовались результатами
разделов 6.5.5.
Производная сложной функции
и 6.3. Производная
обратной функции.
То же выражение можно получить из 6.8.2.
Инвариантности формы первого дифференциала:
.
Примеры:
. Тогда
. В этом примере легко получить явную зависимость у от х:
. Подставим сюда зависимость х от t:
. Как и следовало ожидать, получен тот же результат.
. Тогда
.
6.10.2. Производные функций, заданных неявно. Неявным заданием зависимости у от х называется уравнение вида F(x,y) = 0, связывающее эти две переменные. Общая формула для y'(x), следующая из неявного уравнения F(x,y) = 0, включает в себя частные производные, которые мы будем изучать позже; пока приведём несколько примеров, показывающих, как найти производную y'(x) из неявного уравнения.
1.
.
Дифференцируем это равенство по х,
учитывая зависимость у
от х
(применяя правило дифференцирования
сложной функции:
):
.
Легко понять, что при этом всегда
получится уравнение, линейное относительно
y'(x),
которое без труда решается:
.
Производная найдена, она совпадает с
полученной в предыдущем разделе (с
учётом явного выражения
).
2.
.
Дифференцируем по х,
учитывая зависимость у
от х:
.
Решаем
это уравнение относительно y':
.