Графік заданої функції

1/2

–1/2

7/8

1

Мал.4

3. Диференціал функції

Якщо функція y = f(x) в точці x₀диференційована, то її прирістуу цій точці можна записати.

Зазначимо, що доданки в даному рівнянні відіграють різну роль. Так, другий доданок приє величина вищого порядку малості, ніжх,, тоді як перший доданок f′(x₀), якщоі f′(x₀)0 є величина однакового порядку малості 3х. Крім того, другий доданок в рівностіприі f′(x₀)0 є величина вищого порядку малості, ніж перша.. Отже, перший доданок f′(x₀)x в даному рівнянні є головною частиною приросту функції.

Добуток f′(x₀)x називається диференціалом функції в точціх₀і позначається символомdyабоdf(x₀).

dy = f′(x₀)x, df(x₀) = f′(x₀)x.

Диференціалом аргументу позначається його приріст, тобто вважають х = dx. Тоді формула для диференціала функції набирає вигляду dy = f′(x₀)dx або dy = y′dx. З цієї рівності маємо у′ =. Ця рівність читається так:“ігрек штрих дорівнює dy по dx”.

Користуючись співвідношенням dy=y′dx складемо таблицю для диференціалів від елементарних функцій:

1.	y = c = const	dy = 0
2.	y = x	dy = x–1dx
3.	y = x	dy = dx
4.	y =	dy = -dx
5.	y =	dy = dx
6.	y =	dy =
7.	e = ax	dy = axlnxdx
8.	y = ex	dy = exdx
9.	y = logax	dy =
10.	y = lnx	dy =
11.	y = sinx	dy = cosxdx
12.	e = cosx	dy = –sindx
13.	y = tgx	dy = sec2xdx
14.	y = ctgx	dy = – cos2xdx
15.	y = arcsinx	dy =
16.	y = arccosx	dy = –
17.	y = arctgx	dy =
18.	y = arcctgx	dy = –

Приклади

1. Знайти диференціал від функції y = sinx в точці.

Розв’язування

dy = cosxdx. Підставим тепер замість хвеличинуdy =dx.

2. Знайти диференціл від функції y = sin²+e^tgxв довільній точціх.

Розв’язування

dy = y′dx = (sincos+e^tgxsec²x)dx.

Диференціал функції використовується для обчислення наближених значень функції та підрахунку похибок при дослідженнях.

Приклад:знайти наближене значення.

Розглянемо функцію f(x) =.

Нехай х₀=1,х=0,001, тодіможна зобразити так:. Отже, можна використати формулу f(x₀+x)f(x₀)+f′(x₀)x. Для цього треба знайти f(x₀) = f(1), f′(x₀) = f′(1). Маємо f(1)==1, f′(x) =; f′(1) =. Тоді1+0,001 = 1,0005.

Використання диференціалу функції для підрахунку похибок буде розглянуто в відповідному розділі.

Невизначений інтеграл

Основна задача диференціального числення полягає в тому, щоб від заданої функції f(x)знайти її похіднуf′(x). Проте на практиці доводиться частіше розв’язувати обернені задачі, коли відома похідна, а потрібно знайти функцію.

Отже, з чисто математичної точки зору ми дістаємо таку задачу. На деякому проміжку (а;b)задано функціюf(x).Треба знайти таку функціюF(x), щоб похіднаF′(x)в кожній внутрішній точці проміжку(а;b)дорівнювала бf(x); тобто F′(x) = f(x).

Функція F(x)на проміжку(а; b)називається первісною для функціїf(x), якщоF(x)на проміжку (а; b)є неперервною, а в кожній внутрішній точці проміжку(а;b) F(x)є диференційованою і F′ (x) = f(x). Інакше кажучи, якщоF(x)– первісна функція дляf(x), то множина всіх первісних функцій для функціїf(x)записується рівність F′(x) = f(x)+с, в якійс– довільне стале число. Множина всіх первісних функцій для функціїf(x)називаєтьсяневизначеним інтеграломі позначається. При цьомуF(x)називаєтьсяпідінтегральною функцією, аf(x)dx–підінтегральним виразом. Отже, якщоF(x)є первісною дляf(x), то.

Знаходження невизначеного інтегралу для функції f(x)називаєтьсяінтегруваннямданої функції.

Розділ математичного аналізу, в якому вивчаються способи інтегрування функцій, називається інтегральним численням.