Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
8.08 Mб
Скачать

Определение 118. Если существует прямая MT, являющаяся предельным положением секущих MMn для каждой последовательности точек (Mn) ; Mn 2 L; сходящейся к точке M 2 L, то прямая MT называется касательной к кривой L в точке M 2 L.

S

КАСАТЕЛЬНАЯ

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Замечание. Следует иметь в виду, что не в каждой точке M кривой существует касательная. Такой случай изображён на рис. 5.3.

S

Прямая MT является предельным положением секущих MMn; а прямая MT является предельным положением секущих MMn: В

точке M 2 L касательную к кривой L провести нельзя.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 119. Если существует прямая MT, являющаяся предельным положением секущих MMn для каждой последовательности точек (Mn) ; Mn 2 L; Mn < M; сходящейся к точке M 2 L, то прямая MT называется

левосторонней касательной к кривой L в точке M 2 L.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 120. Если существует прямая MT, являющаяся предельным положением секущих MMn для каждой последовательности точек (Mn) ; Mn 2 L; M < Mn; сходящейся к точке M 2 L, то прямая MT называется

правосторонней касательной к кривой L в точке M 2 L.

ПРАВОСТОРОННЯЯ КАСАТЕЛЬНАЯ

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

5.2.2.Геометрический смысл производной и

дифференциала.

Пусть функция f : A ! R; A R непрерывная на A и имеет производную в точке x0 2 A. Построим график функции f. Фиксируем произвольную последовательность ( xn) ; xn 2 R n f0g сходящуюся к

нулю и такую, что точки M0 (x0; f(x0)) и Mn (x0 + xn; f(x0 + xn)) принадлежат графику функции f.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Обозначим через 'n угол наклона секущей M0Mn к оси Ox. Тогда

tg 'n = f(x0 + xn) - f(x0):xn

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

graf f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

секущая

 

 

 

 

 

Mn

 

касательная

 

 

f(x0 + xn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

f(x0; xn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M0

 

 

df(x0)

 

 

f(x0)

'

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

'n

 

 

 

 

 

 

0

x0

x0 + xn

x

 

 

Рис. 5.4 Геометрический смысл производной

 

 

 

First

Prev

Next

Last

Go Back Full Screen

Close

Quit

Так как функция f имеет производную в точке x0, то, по определению Гейне, существует

lim tg 'n = lim f(x0 + xn) - f(x0) = f0(x0):xn

Обозначим через '; 0 ' < ; угол, тангенс которого равен f0(x0). Следовательно, прямая проходящая через точку M0 с углом наклона ' к оси Ox, является предельным положением секущих M0Mn, т.е. касательной к графику функции f в точке M0 (x0; f(x0)).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПРОИЗВОДНОЙ Серая прямая, проходящая через фиксированную красную и подвижную чёрную точки на графике функции, это секущая графика функции.

Протащите мышкой, с нажатой левой кнопкой, чёрную точку вдоль кривой. Обратите внимание: когда чёрная точка близка

к красной, то тангенс угла наклона секущей близок к значению производной f0(1).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Итак, если функция f имеет производную в точке x0, то существует касательная к графи-

ку функции f в точке M0 (x0; f(x0)) и f0(x0) равно тангенсу угла наклона касательной к

оси Ox (см. рис.5.4).

ГРАФИК ПРОИЗВОДНОЙ

Иллюстрация показывает связь между функцией и её производной на двух отдельных графиках. Зелёный вертикальный отрезок изображает значение тангенса наклона касательной в красной точке на графике функции.

Перемещая движок “x0” Вы рисуете график производной функции (справа), график которой изображён слева.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit