Пределы, производные, графики функции. Учебное пособие
.pdfПроизводная
Пусть функция у = f(x) определена в точках х и x1 . Разность x1 x называют приращением аргумента, а разность f (x1 ) f (x) — приращением функции при переходе от значения аргумента х к значению аргумента x1 .
Приращение аргумента обозначают x , |
x x1 |
x т. е. |
x1 x x . Приращение функции обозначают f |
или y : |
|
f f (x1 ) f (x) f (x x) f (x) |
|
|
Если существует предел отношения приращения функцииf к приращению аргумента x при условии, что x 0 , то этот предел называют значением производной
функции y |
f (x) в точке х и обозначают f (x) или |
y , |
а функцию |
y f (x) называют дифференцируемой |
в |
точке х. |
|
|
Формулы дифференцирования.
1)Производная постоянной равна нулю С 0
2)Постоянная выносится за знак производной:
(CU ) CU
3)Призводная суммы двух функции равна сумме
производных:
(U V ) U V
4)Производная произведения двух функции:
(UV ) U V UV
5)Производная частного двух функций:
|
|
|
|
|
|
U |
|
||||
|
U V UV |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
V 2 |
|
|||
V |
|
|
|||
31
Производная от сложной функции
Eсли |
y F(u) , а |
u f (x) , то |
y F(u) F( f (x)) |
называется сложной функцией аргумента x.
Операцию отыскания производной называют дифференцированием . Большинство табличных производных известно из школьного курса.
Пример1: найти производную:
y (5x2 1) tgx cos x
y 5x2 1 tgx x cos x 5x2 1 tgx
5x2 1 tgx x cos x x cos x 10x tgx
5x2 1 cos x x sin x cos 2 x
Пример2: найти производную:
y (5 2x)4
y 4 5 2x 3 2 8 5 2x 3
Пример3: найти производную: y sin x x2
ln y x2 ln sin x
y sin x x2 2x ln sin x x2 ctgx) , sin x 0 32
Правило Лопиталя
Если функции f (x) и g(x) дифференцируемы в окрестности точки x0 , причем g(x) 0 и
lim |
f (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Представляют неопределенность |
|
|
0 |
|
.....или........ |
|
|||||||||
|
0 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
То имеет место следующее равенство: |
|
|
|
|
|
||||||||||
lim |
f (x) |
lim |
f |
(x) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ч чч 0 |
g(x) |
|
x x0 |
g (x) |
|
|
|
|
|
||||||
Пример1: найти предел: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
lim |
ln x ln a |
lim |
|
1 |
|
1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
x a |
x a |
|
x a |
|
x x |
|
|||||||||
Производная от производной функция называют производной второго порядка и обозначают f (x)
33
Задачи для самостоятельной работы
Вариант 1 Найти производные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. y = 4x8 + 8x4 – 10x + 2, |
|
2.y = 4 |
|
|
|
|
4 x |
, |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
x |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|||||
3. y = (x – 3x2)3, |
|
|
|
|
|
|
4. y = tg( |
x) , |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5. y = ln( |
1) , |
|
|
|
|
|
|
|
6. y = |
1 7x , |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. y = |
|
|
1 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. y = arctg |
2x |
, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
x |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||
9. y = |
5 6x |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. y = x۰ctgx, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
7x 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ctg x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
11. y = |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. y = |
|
|
|
ctg x , |
||||||||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
13. y = ctg |
|
|
|
x , |
|
|
|
|
|
14. y = 1 + 2sin x۰cos x; y″ = ? |
||||||||||||||||||||||||
15. y = ex۰e2x; |
y″ = ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти пределы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1. lim |
|
3n3 n5 8n |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
2n |
5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2. lim |
|
|
|
|
9n8 8 8n4 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
(n |
|
8) |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3. lim |
|
|
x3 10x2 |
21x |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. lim |
|
|
x2 |
|
|
, |
|
|
|
|
||||
sin |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x 0 |
|
2x |
|
|
|
|||||||||
5. lim |
1 e x |
, |
|
|
|
|
||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
6. lim |
ln 8 3ln x |
, |
|
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||
x 2 |
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
arcsin |
|
1 |
|
arcsin x |
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||
7. lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x |
1 |
|
|
|
|
|
|
2x 1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построить графики функций |
||||||||||||||
1. y = x5 – 5x, |
|
|
2. y = |x – 3|. |
|||||||||||
Вариант 2
Найти производные
1. y = 25x4 – 4x25 + 100, |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
2. y = |
x5 |
|
, |
|||||||
x4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. y = (3x2 – 4)6, |
4. y = sin |
x 1 |
|
, |
|
|
||||
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||||
5. y = tg(2 – 3x), |
6. y = 10 10x 10 , |
|||||||||
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. y = |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
8. y = arcsin(6x + 7), |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
10x 10 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
9. y = |
|
5 6x |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. y = x6 cosx, |
|||||||||||||
|
x 11 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
tg x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
11. y = |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. y = 3 tg x , |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. y = sin3x, y″ = ? |
||||||||
13. y = tg 5 |
|
|
x , |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
15. y = |
|
x2 1 , y″ = ? |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти пределы |
||||
1. lim |
|
|
n 2n2 3n |
4 |
, |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
2n |
4 |
4n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
n |
|
|
1 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3n4 1 n2 |
|||||||||||||||||||
2. lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3. lim |
x2 5x 6 |
, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
x |
2 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. lim |
|
x sin |
|
|
x |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
(3x) |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
5. lim |
|
e x |
e 1 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
x 1 |
|
|
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
6. lim |
ln( x 2) |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
x 3 |
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
7. lim |
4arctg x |
. |
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||
x 1 |
|
|
|
|
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
||||
Построить графики функций
1. y = x4 – 4x3, |
2. y = |
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
x |
|
|
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 3
Найти производные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. y = 6x2 – x3 +31x, |
2. y = x 3 |
|
|
3 x |
|
, |
|||||||||||
x |
|||||||||||||||||
x |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. y = (x3 + 1)3, |
4. y = e5x. |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. y = tg(2 – 3x), |
6. y = 10 10x 10 , |
||||||||||||||||
7. y = |
1 |
|
, |
|
|
8. y = arcsin(6x + 7), |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
10x 10 |
|||||||||||||||||
9. y = |
|
5 6x |
, |
|
|
10. y = x6 cosx, |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
x 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
x6 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
11. y = |
, |
|
|
12. y = arctg x , |
|||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|
e x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
13. y = arctg2x, |
14. y = ln(1 – x), |
y″ = ? |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
15. y = arccos 1 x2 , |
y″ = ? |
|
|||||||||||||||
37
Найти пределы
1. lim
n
2. lim
n
3. lim
x 5
4. lim
x 0
5. lim
x 0
6. lim
x 0
7. lim
x 2 3
(n 1)2 (n 1)2 , n 2

3n2 2n n ,
4n 5
x2 11x 30 , x2 25x
3sin2 5x , 7x2
ex e x , x
ln(1 x) ln(1 x) , x
2 cos x 1 .
3x 2
Построить графики функций
1. y = x4+ 4x3, |
2. y = | ln x |. |
38
Вариант 4
Найти производные
1. y = x4 – 3x3 + 12x +5, |
2. y = x4 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
, |
|
||||||||||||||||||||||||
x |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x10 |
|
|||||
3. y = ( |
x |
|
|
– 4)6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
4. y = ln(1 + |
|
x |
), |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
5. y = ctg8x |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. y = 2 |
|
5 10x , |
7. |
|||||||||||||||||||||||
y = |
|
1 |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. y = arcsin10x, |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
x2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
3x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
9. y = |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. y = |
|
|
|
x cos x , |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
5x 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
lg x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
11. y = |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. y = |
|
|
|
cos x , |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. y = sin2x, y″ = ? |
|
||||||||||||||||||
13. y = cos |
|
|
x , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
15. y = arctg |
x 1 |
|
, |
y″ = ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти пределы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
n3 2n2 3n 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
1. lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 3n 2n |
2 |
3n |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2. lim |
|
|
|
|
5n 2 |
6 2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3n 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. lim |
x |
3x 10 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
|
3x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
x 2 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. lim |
|
|
ex2 1 |
, |
|
||||
|
|
x |
2 |
|
|
||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. lim |
cos x 1 |
, |
|||||||
|
|
||||||||
x 1 |
|
|
x 1 |
|
|
||||
6. lim |
ln x 1 |
|
, |
|
|||||
|
|
||||||||
x e |
|
|
x e |
|
|
|
|
||
arctg x
7. lim x 1 4 .
x 1
Построить графики функций
1. y = x3 – 6x, |
2. y = e |
|
x |
|
. |
|
|
Вариант 5
Найти производные
1. y = 2x4 – 10x2 +x + 12, |
2. y = x 3 |
|
|
|
1 |
|
|
|||
x |
||||||||||
3x2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. y = (2x3 – 5)4, |
4. y = cos7x. |
|||||||||
5. y = ln(5 –3x), |
6. y = 2 |
|
5 10x |
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7. y = |
|
, |
8. y = arctg 3x, |
|||||||
x2 4 |
||||||||||
,
,
40
