- •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 производнойнадо продифференцировать пообе части этого уравнения, учитывая, чтоесть функция от, и затем разрешить полученное уравнение относительно.
Пример 2.2. Найти производную функции .
Решение. Дифференцируем по обе части данного равенства и считаемфункцией 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 функцииназывается главная линейная относительночасть ее приращения.
Дифференциал независимой переменнойравен 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..