1 Производная функции
Понятие производной функции является одним из основных в математике и широко применяется в различных областях науки и техники.
Производной функции y=f(x) в точке х называется предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда последнее стремится к нулю произвольным образом.
.
Процедура отыскания производной называется дифференцированием функции.
Справедливы следующие правила дифференцирования:
1. (с) =0 2. (u+v) =u +v 3. (uv) =u v+uv
4. (сu) = сu 5. .
На основе этого определения могут быть выведены формулы для производных основных элементарных функций:
1. , в частности: ;
2. , в частности: ;
3. , в частности: ;
4. ; 5. ;
6. ; 7. ;
8.
10. ; 11. .
Особый интерес представляет производная сложной функции.
Если у=f(u), где u= , тогда у .
Пример 1 Найти производную функции: .
Решение.
Используя правило дифференцирования сложной функции, а также формулу нахождения производной степенной функции, получим:
.
Пример 2 Найти производную функции .
Решение.
Воспользуемся правилом дифференцирования произведения двух функций и формулами нахождения производной от показательной и логарифмической функции.
= = = =
= .
Пример 3 Найти производную функции: .
Используем правило дифференцирования дроби и формулы нахождения производной от и степенной функции.
=Пример 4 Найти производную функции: .
Решение.
При нахождении производной неявно заданной функции продифференцируем обе части уравнения по переменной , имея в виду, что есть функция от и выразим из полученного линейного относительно уравнения.
Если функция задана параметрическими уравнениями, то ее производная по переменной находится по формуле .
Пример 5 Найти производную функции:
Решение.
Поскольку , , то
.
Пример 6 Найти производную функции: .
Решение.
Применим метод логарифмического дифференцирования, для чего логарифмируем заданное выражение по основанию « », потом дифференцируем и находим у .
.
Дифференцируем:
=
=
Находим из полученного уравнения у :
.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется производной функции?
Каковы правила нахождения производных от суммы, произведения, дроби, от постоянной величины?
Как найти производную сложной функции?
Правило дифференцирования функции, заданной неявно.
В чем заключается метод логарифмического дифференцирования?
2 Приложение производной к исследованию функции и построению ее графика
Методы дифференциального исчисления позволяют исследовать функции и строить их графики. Так, по знаку первой производной в интервале можно определить возрастание (убывание) функции, делать выводы о наличии или отсутствии экстремума функции. По знаку второй производной выделяем интервалы выпуклости (вогнутости) графика функции и точки перегиба ее графика.
Справедливы следующие теоремы:
Если функция дифференцируема на интервале и для , то эта функция возрастает (убывает) на интервале .
Если дифференцируемая функция = имеет экстремум в точке х , то ее производная в этой точке равна нулю: .
Если непрерывная функция = дифференцируема в некоторой -окрестности критической точки х и при переходе через нее (слева направо) производная меняет знак с плюса на минус, то х — точка максимума; с минуса на плюс, то х — точка минимума.
Если функция = во всех точках интервала имеет отрицательную вторую производную, то график функции в этом интервале выпуклый верх; если , то график выпуклый вниз.
Если вторая производная при переходе через точку х , в которой она равна нулю или не существует, меняет знак, то точка графика с абсциссой х — точка перегиба.
Построение графика функции значительно облегчается, если известны его асимптоты.
Различают 2 вида асимптот:
а) Вертикальные, существующие в точках разрыва второго рода. Их уравнения имеют вид .
б) Наклонные: , где
, .
В частности, при наклонная асимптота становится горизонтальной и имеет уравнение .
При исследовании функции и построении ее графика полезно воспользоваться следующей схемой:
Найти область определения функции.
- Найти точки пересечения графика с осями координат, если это возможно.
Найти асимптоты графика функции.
Найти интервалы монотонности и точки экстремума функции.
Найти интервалы выпуклости и вогнутости и точки перегиба графика функции.
На основании полученного исследования построить график.
Пример 7 Исследовать функцию и построить ее график:
.
Решение.
1. Область определения.
.
2. Асимптоты графика:
а) вертикальная
б) наклонная , где
.
3. Найдем производную функции.
; ; .
.
Определим знак производной в промежутках:
( )
-2
-2, 4
4
(4, 10)
10
(10, + )
+
0
—
не сущ.
0
+
max
min
4. Найдем вторую производную функции.
( )
4
(4, + )
—
не сущ.
+
Точек перегиба графика функции нет.
П о результатам исследования построим график функции.
Как найти производную дроби?
Последняя обновленная дата: 11 марта 2023 г.
•
Общее представление: 246,9K
•
Просмотр сегодня: 2,28K
Ответ
Проверено
производная дроби, мы будем использовать правило отношения, чтобы дифференцировать дробь или любую другую дробь, которая записана как частное или дробь двух функций или выражений.
92}}}$Таким образом, мы можем найти производную для дробей.
Примечание:
Для фактор-правила будет требование двух функций $f$ и $g$ , в которых обе они определены в окрестности некоторой точки $a$ и дифференцируемы в $a$ , с $g\left( a \right) \ne 0$ .
Так как $g\left( a \right) \ne 0$ и $g$ непрерывна в $a$ , то мы знаем, что существует $\delta > 0$ такое, что $g\left( a \right) \ ne 0$ для $\left| {х — а} \право| < \ дельта $ .
Следовательно, функция $F\left( x \right) = \dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right)}}$ определена в окрестности $a$ и мы можем спросить себя, дифференцируема ли она в $a$, и вычислим ее производную. Вот и вся идея о дифференциации.
Недавно обновленные страницы
Рассчитать изменение энтропии, связанное с преобразованием 11 класса химии JEE_Main
Закон, сформулированный доктором Нернстом, является первым законом термодинамики 11 класса химии JEE_Main
Для реакции при rm0rm0rmC и нормальном давлении А класс 11 химии JEE_Main
Двигатель, работающий между rm15rm0rm0rmC и rm2rm5rm0rmC класс 11 химии JEE_Main
Для реакции rm2Clg в rmCrmlrm2rmg знаки перехода 11 класса 9 JEE_Main жидкой воды 11 класс химии JEE_Main
Рассчитать изменение энтропии при преобразовании 11 класса химии JEE_Main
Закон, сформулированный доктором Нернстом, является первым законом термодинамики 11 класс химии JEE_Main
Для реакции при rm0rm0rmC и нормальном давлении А класс 11 химии JEE_Main
Двигатель, работающий между rm15rm0rm0rmC и rm2rm5rm0rmC класс 11 химии JEE_Main
Для реакции rm2Clg в rmCrmlrm2rmg знаки перехода 11 класса 9 JEE_Main жидкой воды класс 11 химия JEE_Main
Тенденции сомнений
исчисление — Как получить производную функции без использования произведения, частного или цепного правила?
спросил
Изменено 2 года, 8 месяцев назад
Просмотрено 633 раза
$\begingroup$
У меня есть функция, для которой мне нужно найти производную без использования частных, степенных или цепных правил.