Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Модуль Математический анализ / През 5 Дифференциал Исследование функций и построение графиков.ppt
Скачиваний:
99
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
562.69 Кб
Скачать

Дифференциальное и

интегральное

исчисление

Лекции по математике для студентов I курса

Содержание

Дифференциал функции

Геометрический смысл дифференциала, свойства

Применение дифференциала для приближённых вычислений

Основные теоремы дифференциального исчисления

Исследование функций и построение графиков

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

2

 

интегральное исчисление»

 

Дифференциал

функции

Пусть приращение функции в точке xo можно представить в виде: ∆f(xo)=Ax+o(∆x),

где функция o(∆x) удовлетворяет условию:

lim

o( x)

0

Δx 0

Δx

 

Дифференциалом функции называется

линейная часть приращения функции

df(xo)=Ax.

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

3

 

интегральное исчисление»

 

Дифференциал

функции

Обозначения:

df (xo); df;

dy.

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

4

 

интегральное исчисление»

 

Геометрический

смысл дифференциала

Дифференциал функции равен приращению касательной, проведённой к графику функции в данной точке.

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

5

 

интегральное исчисление»

 

Пример

Рассмотрим функцию f(x)=2x.

Тогда

f(xo+x)=2(xo+ x); ∆ f=2 ∆ x; df=2 ∆ x.

Отметим, дифференциал

линейной функции в точке xo равен приращению этой функции

:

f= df.

Следствие. x= dx

f(xo+ x)

df= 2∆x

f(xo)

x

xo xo+ x

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

6

 

интегральное исчисление»

 

 

 

Пример

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти дифференциал функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x)=x2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f=(xo+ x) 2- (xo)2=2xox+(∆x)2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

df= 2xo x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

f= df+(∆ x)2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

df

 

 

Отметим, что df= 2xo x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является линейной частью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приращения ∆f, а (∆ x)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бесконечно малая функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более высокого порядка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малости, чем ∆ x при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегральное исчисление»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема

Теорема. Для того, чтобы числовую функцию можно было представить в виде ∆f(xo)=Ax+o(∆x), необходимо и достаточно, чтобы эта функция имела конечную производную в точке xo.

Доказательство. Разделим обе части выражения ∆f(xo)=Ax+o(∆x) на ∆x и перейдём к пределу при

x→0. lim lim A A f (x0 ))Δf oxx

Δx 0 x

Δx 0

x

Это означает, что для дифференцируемой функции df(xo)=f’ (xo)∙ ∆x

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

8

 

интегральное исчисление»

 

Так как df(x)=f’ (x)∙ ∆x, а ∆x=dx, то df(x)=f’ (x)∙ dx или

(x)

df(x)

f

dx

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

9

 

интегральное исчисление»

 

Свойства

дифференциала

1.d(c f(x)) c df(x)

2.d(f(x) g(x)) df(x) dg(x)

3.d(f(x) g(x)) f(x) dg(x) g(x) df(x)

 

f(x)

 

g(x) df(x) f(x) dg(x)

4.d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

(x)

g(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

© И.Р.Тимошина «Дифференцмальное и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегральное исчисление»