Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Производная сложной функции




Производная сложной функции

Рассмотрим сложную функцию y = y(u(x))

Теорема 4. Если функции y = y(u), u = u(x) дифференцируемы (т.е. существуют производные y'u, u'x), тогда сложная функция y = y(u(x)) дифференцируема и y'x = y'u u'x.

Доказательство

Если аргумент x получит приращение Δx, то функция u получит приращение Δu = u(x + Δx) − u(x), а функция y получит приращение Δy = y(u + Δu) − y(u). Но тогда, воспользовавшись свойствами предела функции, получаем

Теорема доказана.

 Производная обратной функции

Рассмотрим функцию y = f(x), для которой существует обратная функция x = g(y).

Теорема 5. Если обратная функция x = g(y) дифференцируема и g'(y) 0, то функцияy=f(x) дифференцируема, и

Доказательство

Если аргумент x получит приращение Δx, то функция f получит приращение Δy = f(x + Δx) − f(x). С другой стороны, для обратной функции g приращения Δx, Δy связаны следующим образом:Δx=g(y + Δy) − g(y).

Тогда получаем

 

hjn

Производная показательной и логарифмической функции Предполагается, что основание a показательной и логарифмической функции больше нуля и не равно единице: a > 0, a ≠ 1. Производная показательной функции y = ax с основанием a определяется формулой где ln a - натуральный логарифм a, т.е. логарифм a по основанию е, приблизительно равному 2,718281828... (2.7, затем два раза год рождения Л.Н.Толстого). Знаменитое трансцендентное число е можно вычислить с любой степенью точности с помощью различных компьютерных алгоритмов. Если a = е, то получаем красивый результат в виде Производная логарифмической функции y = loga x определяется выражением   Для натурального логарифма y = ln x производная равна     Производные обратных тригонометрических функций   Для сложных функций:   Пусть имеет обратную ф-ию на Рассмотрим отнош. Рассмотрим обратные тригонометрические ф-ии.  
 
Производные основных элементарных функций  
 
 
 
 
   
   
 
     
     

Достаточные условия существования экстремума

Теорема 21.

Пусть функция y = f(x) непрерывна на всем интервале (a, b), дифференцируема на (a, b), кроме, быть может, числа x0 (a,b), причем точка (x0, f(x0)) является критической точкой графика функции f. Тогда, если при переходе через x0 производная меняет знак с плюса на минус (с минуса на плюс), то f'(x0) – максимум (минимум) функции f.

Доказательство.

Пусть при переходе через x0 производная функции f меняет знак с плюса на минус. Рассмотрим x = x0 + Δx (a,b) число . Если Δx> 0, то, воспользовавшись теоремой Лагранжа, имеем

где , если Δx< 0, то

где

Доказано, что значение f(x0) – максимум функции f. Аналогично доказывается, что если при переходе через x0 производная меняет знак с минуса на плюс, то f(x0) – минимум функции f.

 

    Дифференциа́л -линейнаячасть приращения функции.
  • Матрица линейного оператора равна матрице Якоби; её элементами являются частные производные f.
    • Отметим, частные производные могут быть определены в точке, где дифференциал не определён.
  • Дифференциал функции f связан с её градиентом следущим определяющим соотношением
  • Дифференциал функции f связан с производной по направлению следущим определяющим соотношением
    Теорема (правило Лопиталя). Пусть функции f(x) и g(x) дифференцируемы в некоторой окрестности точки a, за исключением, быть может, самой точки a, и пусть или . Тогда, если существует предел отношения производных этих функций , то существует и предел отношения самих функций f(x)/g(x) при xа, причем
(1)



Таким образом, коротко правило Лопиталя можно сформулировать следующим образом: предел отношения двух бесконечно малых или двух бесконечно больших величин равен пределу отношения их производных.

Замечание. Отметим, что формула (1) справедлива только в том случае, если предел, стоящий справа, существует. Может случиться, что предел, стоящий слева существует, в то время как предел, стоящий в правой части равенства, не существует.

Например, найти . Этот предел существует . Но отношение производных (1+cosx)/1=1+cos x при x→∞ не стремится ни к какому пределу.

Заметим, что если отношение производных опять представляет собой неопределенность вида 0/0 или ∞/∞, то можно снова применить сформулированную теорему, то есть перейти к отношению вторых производных и так далее.

Вспомним, что к этим двум случаям сводятся случаи других неопределенностей: ∞·∞; 0·∞.

Для раскрытия неопределенностей 1, 10, ∞0 нужно прологарифмировать данную функцию и найти предел ее логарифма.

 

   
   
   
   
   
   

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 200.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...