
- •Тема 5. Теория
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление функции одного аргумента Приращения функции и аргумента
- •Дифференцирование функции одной переменной (производная и дифференциал) Производная функции
- •Основные правила дифференцирования
- •Производная сложной функции
- •Примеры
- •Производная неявно заданной функции
- •Производная параметрически заданной функции
- •Логарифмическое дифференцирование (логарифмическая производная)
- •Дифференциал функции и дифференциал аргумента
- •Производные и дифференциалы высших порядков
- •Вычисление пределов по правилу Лопиталя
- •Пример – иллюстрирует случай неприменимости правила Лопиталя.
- •Примеры
Производная неявно заданной функции
- Если функция задается общим выражением относительно переменных x и y, то она называется заданной неявно:
F(x,y)=0,
(Сравните с явно заданной функцией: y=y(x)).
- Чтобы
найти производную
,
функции, заданной неявно, надо найти
производную по переменнойх
обеих частей выражения, задающего
функцию.
-
При этом следует учитывать, что переменная
y
зависит от x
(y=y(x)), и
вычислять производную, как от сложной
функции. Затем полученное уравнение
разрешают относительно
.
ПРИМЕР
Найти
производную
неявно заданной функции:
.
Найдем производные по х от левой и правой частей равенства, неявно задающего функцию y=y(x).
|
Здесь использованы правила дифференцирования суммы и вынесения постоянной за знак производной (правила 3 и 5). |
|
Первое
слагаемое является произведением
функций: Используем правило дифференцирования произведения (правило 4). Второе и третье слагаемые дифференцируются как сложные функции. |
|
Из полученного уравнения с помощью алгебраических преобразований выделяется искомая производная. |
|
Производная параметрически заданной функции
- Параметрически
заданная функция :
,
то есть переменныех
и у задаются
как функции третьей переменной t
, которая называется параметром.
- Чтобы
найти производную параметрически
заданной функции, используют следующую
формулу:
.
ПРИМЕР
Найти
производную
параметрически заданной функции:
в
точке М(0;а).
Найдем производные по параметру t от x и у.
|
Используем правила дифференцирования суммы и вынесения постоянной за знак производной (правила 3 и 5), а также дифференцирования сложной функции. |
|
По
формуле найдем производную
|
|
В заданной точке М: х=0; у=а; поэтому для определения значения параметра t, соответствующего точке М, следует решить систему. |
|
Выбираем только те корни, которые удовлетворяют обоим уравнениям системы и находим значение производной в точке М |
-
Если значение
производной функции в некоторой точке
,
то это означает, что график функции в
этой точке имеет касательную,
расположенную вертикально ( по
геометрическому смыслу: производная
функции в точке численно равна тангенсу
угла наклона касательной
|
Логарифмическое дифференцирование (логарифмическая производная)
К логарифмическому дифференцированию обращаются в двух случаях.
I случай |
II случай |
Степенно-показательная функция: |
Композиция (произведение/деление) более чем двух функций вида:
|
В обоих случаях перед дифференцированием соответствующие выражения логарифмируют по основанию е (натуральный логарифм), используя свойства логарифмов (см. справочный материал). Эти свойства позволяют преобразовать выражение I в произведение, а выражение II – в алгебраическую сумму функций.
|
|
Затем находят производную, как производную неявно заданной функции, то есть, дифференцируя обе части полученных уравнений.
ПРИМЕР
Найти
производную
функции:
.
II случай.
|
Логарифмируем функцию. |
|
Вычисляем производную, как от неявно заданной функции. |
|
Из
полученного выражения найдем
|
|