- •Контрольная работа № 2
- •Раздел IV. Введение в математический анализ
- •Глава 6. Пределы и непрерывность
- •6.1. Предел функции. Бесконечно большие и бесконечно малые величины и их свойства
- •Свойства бесконечно малых функций
- •Свойства бесконечно больших функций
- •6.2. Теоремы о пределах.
- •6.3. Способы раскрытия неопределённостей вида и
- •6.4. Первый и второй замечательные пределы
- •6.5. Непрерывность функции. Точки разрыва
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольный тест по после изучения раздела IV «Введение в математический анализ»
- •Раздел V. Дифференциальное исчисление одной переменной
- •Глава 7. Производная
- •7.1. Задачи, приводящиеся к понятию производной
- •7. 2. Определение производной. Зависимость между непрерывностью и дифференцируемостью функции
- •7.3. Основные правила дифференцирования. Таблица производных
- •Правила дифференцирования
- •7.4. Дифференцирование сложной функции
- •7.5. Дифференцирование функции, заданной неявно
- •7.6. Дифференцирование степенно-показательной функции
- •7.7. Дифференциал функции
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольный тест после изучения главы 7 «Производная»
- •Глава 8. Приложения производной
- •8.1. Признаки возрастания и убывания функции
- •8.2. Экстремум функции
- •8.3. Выпуклость функции. Точки перегиба
- •8.4. Асимптоты графика функции
- •8.5. Схема полного исследование функции методами дифференциального исчисления и построения её графика
- •Пример решения типовой задачи
- •Контрольный тест после изучения главы 8 «Приложения производной»
- •Раздел VI. Функции нескольких переменных
- •Глава 9. Функция двух переменных
- •9.1. Основные определения
- •9.2. Предел и непрерывность функции двух переменных
- •9.3. Частные производные и полный дифференциал функции двух переменных
- •Пример решения типовой задачи
- •Контрольный тест после изучения главы 9 « Функция двух переменных»
- •Задания для контрольной работы № 2
- •Контрольные вопросы к аттестации по предмету
Раздел V. Дифференциальное исчисление одной переменной
Глава 7. Производная
7.1. Задачи, приводящиеся к понятию производной
Переходим к изложению основ дифференциального исчисления. В качестве введения в дифференциальное исчисление рассмотрим задачу о скорости и задачу о касательной. Обе задачи исторически оказались связанными с формированием основного понятия дифференциального исчисления, получившего название производной.
Задача о скорости. Материальная точка движется прямолинейно так, что в каждый момент времени t она находится на расстоянии от некоторой выбранной в качестве начальной точки O (говорят, что задан закон движения ). Найти скорость v движения точки в момент .
В момент времени пройденное расстояние равно , а в момент времени расстояние равно . Таким образом, за промежуток времени от до точка пройдет путь .
Средняя скорость движения материальной точки за указанный промежуток времени равна .
Средняя скорость движения зависит не только от выбранного момента времени t0, но и от длительности рассматриваемого промежутка времени t. Чем меньше величина t, тем точнее средняя скорость «характеризует» это движение в момент времени t0. Поэтому предел средней скорости движения при стремлении t к нулю называют скоростью движения точки в данный момент времени t0 (мгновенной скоростью):
.
Задача о касательной. Пусть имеется кривая и лежащая на ней некоторая точка M. Возьмём на этой кривой любую другую точку N и будем перемещать её по кривой, неограниченно приближая к точке M (то есть, чтобы расстояние между ними стремилось к нулю). При этих условиях секущая MN, вообще говоря, меняет своё положение, вращаясь вокруг точки M (рис. 7.1). Если существует прямая MT, являющаяся предельным положением секущей MN при неограниченном приближении точки N по кривой к точке M, то эта прямая называется касательной к кривой в точке M. Следует иметь в виду, что кривая в её точке M может и не иметь касательной.
Рассмотрим некоторую плоскую кривую с уравнением и точку этой кривой (рис. 7.2). Пусть кривая в точке M имеет невертикальную касательную MT. Напишем уравнение этой касательной.
Значению аргумента соответствует значение функции и, значит, точка кривой. Здесь – произвольное приращение аргумента, а – приращение функции при .
Пусть теперь x 0, тогда точка N по кривой стремится к точке M, секущая , меняя своё положение, будет стремиться занять положение касательной MT к кривой в точке M. Обозначим через угол наклона к оси OX секущей MN, а через – угол наклона касательной к кривой в точке M. Если x0, то и, значит, tgtg. Но , следовательно, .
Уравнение касательной MT – прямой, проходящей через точку с угловым коэффициентом , запишется в виде
.
Итак, если сопоставить операции, которые осуществлялись при решении рассмотренных задач, то легко заметить, что в обоих случаях по существу делалось одно и то же: приращение функции делилось на приращение независимой переменной и затем вычислялся предел их отношения. Таким путём приходим к основному понятию дифференциального исчисления –– к понятию производной.
Пусть функция определена в некоторой окрестности точки х. Дадим аргументу приращение (при этом предполагается, что точка принадлежит области определения функции). Тогда функция получит приращение .