- •§ 1 Задачи, приводящие к понятию производной
- •I Прямолинейное движение материальной точки (задача о мгновенной скорости)
- •II Протекание тока в электрической цепи (задача о мгновенной величине тока)
- •§ 2 Понятие производной функции
- •I Рассмотрим функцию f(X), X[a;b]
- •II Вычисление производной на основе ее определения
- •III Непрерывность дифференцируемой функции
- •§ 3 Производная суммы, разности, произведения и частного функций
- •§ 4 Сложная функция и ее производная
- •§ 5 Производные элементарных функций
- •I Производная логарифмической функции
- •II Производная степенной функции
- •III Производная показательной функции
- •IV Производные тригонометрических функций
- •V Производные обратных тригонометрических функций
- •§ 6 Геометрический смысл производной
- •I Определение касательной и нормали к кривой
- •II Геометрический смысл производной
- •III Уравнение касательной и нормали к кривой
- •§ 7 Физический смысл производной
- •§ 8 Вторая производная и ее физический смысл
- •§ 9 Дифференциал функции и его геометрический смысл
- •I Геометрический смысл дифференциала
- •Литература
- •Содержание
- •Производная функции и ее приложения
- •«Математика»
- •220114, Г. Минск, ул. Ф. Скорины 8, к. 2
II Протекание тока в электрической цепи (задача о мгновенной величине тока)
Представим себе
электрическую цепь с некоторым источником
тока. Обозначим через
количество электричества (в кулонах),
протекающего через поперечное сечение
проводника за время
.
Тогда
есть количество электричества, протекающее
через указанное сечение за промежуток
времени от момента
до момента
Средней силой тока
за указанный
промежуток времени называется число
.
В случае постоянного тока средняя сила тока будет одинаковой для любых различных, но одинаковых по длительности промежутков времени. Если же в цепи протекает переменный ток, то будет различной для различных, но одинаковых по длительности промежутков времени.
Поэтому для характеристики цепи переменного тока вводят понятие мгновенной силы тока, или силы тока в данный момент времени:
Мгновенной силой
тока
в момент времени
называется
предел (если он существует), к которому
стремится средняя сила тока за промежуток
времени от
до
при
,
стремящемся к
,
то есть
.
§ 2 Понятие производной функции
В параграфе 1 шла речь о мгновенной скорости движения и о мгновенной силе тока. Введение этих понятий происходило с помощью некоторого предела. Можно привести еще не мало задач, для которых также необходимо находить скорость изменения некоторой функции, например нахождение теплоемкости тела при нагревании, угловой скорости вращающегося тела и др.
I Рассмотрим функцию f(X), X[a;b]
Возьмем произвольную
точку
.
Тогда для любого
разность
называется приращением
аргумента
в
точке
и
обозначается
,
то есть
.
Разность
называется приращением
функции
в точке
и обозначается
(или
,
или
),
то есть
.
Рис. 2
Производной функции
в точке
называется предел отношения приращения
функции к приращению аргумента, когда
приращение аргумента стремится к нулю,
если этот предел существует, то есть
.
Производная функции
в точках
обозначается:
или
(читается: «эф штрих от икс 0» или «игрек
штрих»).
Итак, по определению получим, что
.
Часто для обозначения
производной используется символ
или
(читается «де эф по де икс» или «де игрек
по де икс»).
Операция нахождения производной от данной функции называется дифференцированием.
Функция
,
имеющая производную в каждой точке
интервала
,
называется дифференцируемой
на этом интервале.
II Вычисление производной на основе ее определения
Исходя из определения производной, сформулируем правило нахождения производной функции в точке:
Чтобы вычислить производную функции в точке нужно:
Найти разность
;Найти отношение
;Найти предел этого отношения при
.
Пример 1: Найти
производную функции
.
Решение:
1) Находим разность:
.
2) Находим отношение:
.
3) Находим предел:
.
Получили, что
.
Вывод: Производная постоянной равно нулю.
Пример 2: Найти
производную функции
.
Решение:
1) Находим разность:
.
2) Находим отношение:
.
3) Находим предел:
.
Получили, что
.
Пример 3: Найти
производную функции
.
Решение:
1) Находим разность:
2) Находим отношение:
.
3) Находим предел:
Таким образом
.
Так как функция
имеет производную в любой точке
,
то будем писать
.
