
- •Пределы функций. Дифференциальное исчисление
- •Донецк 2006
- •Ббк 22.161я73
- •Содержание
- •Введение
- •I. Теория пределов Основные понятия
- •Предел функции
- •1.2.1. Основные понятия
- •1.2.2. Основные свойства о пределах функции
- •1.2.3. Раскрытие неопределенностей
- •1.3. Непрерывность функции
- •2.1. Производная функции
- •2.2. Таблица производных
- •2.3. Основные правила дифференцирования
- •2.4. Дифференциал функции
- •2.5. Производные и дифференциалы высших порядков
- •2.6. Исследование функций и построение графиков
- •2.6.1. Промежутки монотонности функции
- •2.6.2. Экстремум функции
- •2.6.3. Наименьшее и наибольшее значение функции
- •2.6.4. Выпуклость и вогнутость функции. Точки перегиба
- •2.6.5. Асимптоты графика функции
- •2.6.6. Исследование функции и построение графика
- •3. Дифференциальное исчисление Функции нескольких переменных
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Частные производные
- •3.3. Полный дифференциал
- •3.4. Экстремум функции нескольких переменных
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Вариант 24
- •Вариант 25
- •Вариант 26
- •Вариант 27
- •Вариант 28
- •Вариант 29
- •Вариант 30
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Вариант 24
- •Вариант 25
- •Вариант 26
- •Вариант 27
- •Вариант 28
- •Вариант 29
- •Вариант 30
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Вариант 24
- •Вариант 25
- •Вариант 26
- •Вариант 27
- •Вариант 28
- •Вариант 29
- •Вариант 30
- •Литература
2.2. Таблица производных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3. Основные правила дифференцирования
Производная алгебраической суммы функций равна алгебраической сумме производных этих функций, т.е.
.
Производная произведения равна сумме произведений производной одного из множителей на остальные, т.е.
.
Производная частного:
.
Постоянный множитель можно выносить за знак производной, т.е.
.
Пусть
, а
, т.о.
. Тогда производная сложной функции по независимой переменной равна произведению производной этой функции по промежуточной переменной на производную промежуточной переменной по независимой переменной, т.е.
.
Пример
2.1. Найти
производную функции
Решение.
Полагая
,
;
;
получим
При достаточном количестве упражнений необходимость в записи промежуточных переменных отпадает.
Если
функция задана неявно, т.е. уравнением,
не разрешенным относительно
(
),
то для нахождения производной
надо продифференцировать по
обе части этого уравнения, учитывая,
что
есть функция от
,
и затем разрешить полученное уравнение
относительно
.
Пример
2.2. Найти
производную функции
.
Решение.
Дифференцируем
по
обе части данного равенства и считаем
функцией от
,
находим
.
Из
полученного равенства находим
.
;
;
.
Логарифмическая
производная функции
есть производная от логарифма данной
функции:
.
Вычисление логарифмической производной называется логарифмическим дифференцированием.
Логарифмическое
дифференцирование применяется при
вычислении производной степенно-показательной
функции, т.е. функции вида
,
а также при нахождении производной
произведения нескольких функций или
производной дроби.
Пример
2.3. Найти
производную функции
.
Решение.
Функция
– степенно-показательная.
Прежде чем дифференцировать, прологарифмируем данную функцию:
;
.
Дифференцируем как неявно заданную функцию:
Из
полученного равенства выразим
:
Вместо
подставим
:
.
Пример
2.4. Найти
производную функции
.
Решение. Прологарифмируем данную функцию
;
.
Дифференцируем:
.
2.4. Дифференциал функции
Дифференциалом
функции
называется главная линейная относительно
часть ее приращения.
Дифференциал
независимой переменной
равен ее приращению:
.
(2.4.1)
Дифференциал
любой дифференцируемой функции
равен произведению ее производной на
дифференциал независимой переменной:
.
(2.4.2)
Основные правила нахождения дифференциалов аналогичны основным правилам вычисления производных:
;
;
;
;
.
Если
достаточно мало, то имеет место
приближенное равенство:
,
которое используется при применении дифференциала к приближенным вычислениям.
(2.4.3)
Пример
2.5. Вычислить
приближенно
.
Решение.
Рассмотрим функцию
и положим
,
.
Воспользовавшись
формулой (2.4.3), найдем
.
.
.
.
Таким
образом,
,
т.е.
.