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

mathanaliz

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
9.53 Mб
Скачать

Теорема 70. Функция f : A → R дифференцируема в точке x0 A, предельной для множества A, тогда и только тогда, когда функция f имеет производную в точке x0 A, причём

df(x0) = f0(x0) · x.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство. Фиксируем x0 A и x0 придадим приращение x так чтобы x0 + x A.

Необходимость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

112

 

 

(fдифференцируема в точке x0) =

 

 

f(x0

+ x)

f(x0) = a

·

 

x + o(Δx)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

x

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

x

 

0 =

 

 

 

 

= a +

 

 

 

 

 

f(x0+Δx) f(x0)

 

 

 

o(Δx)

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a

 

f (x ) = a! =

 

f(x0+Δx) f(x0)

 

 

 

 

113

0 0

 

112

 

x→0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!

 

 

 

 

 

 

 

 

df(x0) = f0(x0) ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Достаточность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x )

 

 

! =

 

 

lim

f(x0+Δx)

f(x0)

= f (x )

 

=

 

 

0

 

 

R

113

 

 

 

 

0

 

28

 

 

0

 

 

 

 

x

 

0

 

x

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= f (x ) + α(Δx),

lim α(Δx) = 0

=

f(x0+Δx) f(x0)

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x0) = f0(x0)

·

 

 

·

 

 

 

f(x0 + x)

x + α(Δx)

x,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

112

 

 

 

 

 

 

 

 

α(Δx) → 0 при

 

x → 0) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!

f дифференцируема в точке x0 и df(x0) = f0(x0) ·

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 114. Функция f : A → R называется дифференцируемой на множестве

A, если она дифференцируема в каждой точке этого множества.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Если f(x) ≡ x, то f0(x) ≡ 1 и

dx = x,

т.е. дифференциал независимой переменной совпадает с её приращением.

Учитывая это равенство, получаем

df(x) = f0(x) · dx.

Эта форма записи дифференциала называется

инвариантной формой записи дифференциала. Запись дифференциала в виде

df(x) = f0(x) · x

не является инвариантной.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

5.2.Производная функции.

Пусть задана f : A → R, A R и x0 A предельная точка множества A. Дадим аргумен-

ту x приращение

x так чтобы x0 + x A.

Обозначим f(x0,

x) := f(x0 + x) − f(x0)

и будем называть приращением функции f в точке x0, вызванное приращением аргумен-

та x.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 115. Если существует конечный предел отношения приращения функции f в точке x0, вызванного приращением аргумента x, к приращению аргумента x при стремлении приращения аргумента к нулю, то он называется производной функции f в точке

x0 и обозначается f0(x0) или dfdx(x0). Итак, по определению 115,

f

0(x

) :=

lim

 

f(x0,

x)

R

.

0

x

 

 

 

0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Как следует из определения 115, производная функции f в точке x есть число, зависящее от рассматриваемого значения x (но не зависящее от x). Вычисляя f0(x) в различных точках x A, мы будем получать, вообще говоря, различные числа. Таким образом, производная функции f есть тоже функция, определённая на B A (В некоторых точках x A производная может не существовать).

ПРОИЗВОДНАЯ Нажмите кнопку "tangent line". Выберите одну из функций

"polynomial", "trigonometric" или "logarithmic". Вы видите график выбранной функции.

Нажмите кнопку "first derivative". Появится график производной. Перемещайте красный маркер вдоль оси абсцисс.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Итак,

f0 : B → R, B A R.

Пусть g A предельная точка множества A. Обозначим через x := g + x A. Тогда, если существует конечный предел, то

f

0(g) := lim

f(x) − f(g)

.

(5.3)

 

x→g

x − g

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Соотношение (5.3), в силу теоремы 28, можно переписать в эквивалентной форме

f(x) − f(g) = f0(g) + α(x), x − g

где α(x) бесконечно малая при x → g, что в свою очередь равносильно соотношению

f(x) − f(g) = f0(g)(x − g) + o(x − g)

при x → g, x A, (5.4)

т.е. дифференцируемости функции f в точке g.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]