Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Основные прав ила дифференцирования.
1. Функция дифференцируема и ; 2. Если ‑ постоянная, то функция дифференцируема и ; 3. Из 1 и 2 следует, что ; 4. Функция дифференцируема и ; 5. Из 4 следует, что ; 6. Если определена и дифференцируема, то . 28.Производная сложной и обратной функции. Производная сложной функции. Пусть и . Тогда можно определить сложную функцию . Если функция дифференцируема в точке , а функция дифференцируема в точке , то сложная функция дифференцируема в точке , и ее производная может быть вычислена по правилу цепочки: . Или более кратко . Правило можно записать также в виде: .
Производная обратной функции Пусть функция задана на множестве , а – множество ее значений. Тогда каждому ставится в соответствие единственное значение . С другой стороны, каждому будет соответствовать одно или несколько значений . В случае, когда отображение является биективным, т.е. каждому значению соответствует только одно значение , для которого , на множестве можно определить функцию , множеством значений которой является , которая будет называться обратной по отношению к функции . Функции и называются взаимообратными. Пусть функция удовлетворяет условиям существования обратной функции и в точке имеет конечную производную . Тогда обратная функция в точке также имеет конечную производную, равную . Дифференциал функции и его основные свойства. Дифференцируемость функции в точке означает, что ее приращение представимо в виде: . Величина при малых мала по сравнению с величиной . Поэтому представляет собой главную часть приращения , называемую дифференциалом функции в точке . Дифференциал функции обозначают обычно символами: и др. Если ‑ независимая переменная, то и поэтому . Вычисление дифференциалов проводят по правилам 1 ‑ 6 дифференцирования с заменой символа ¢ (штрих) на символ . Например: ; . Таким образом, приращение функции в точке при малых значениях приблизительно в пять раз больше, чем , а приращение функции в точке приблизительно в 14 раз больше, чем . Теоремы о дифференцируемых функциях. Теорема Ферма. Если функция дифференцируема в точке , т.е. существует , и всюду в некоторой окрестности этой точки , т.е. является наибольшим (наименьшим) значением функции в этой окрестности, то . Теорема Ролля. Если функция непрерывна на отрезке , дифференцируема на интервале и , то в некоторой точке интервала ее производная равна нулю. Геометрический смысл теоремы Ролля заключается в том, что в найдется точка, в которой касательная к кривой будет горизонтальна. Теорема Лагранжа. Если функция непрерывна на отрезке , дифференцируема на интервале , то найдется точка для которой . Следствие. Теорема Лагранжа является обобщением теоремы Ролля для случая . Тогда . Теорема Коши. Если функции и определены и непрерывны на отрезке , дифференцируемы на интервале и при этом , то найдется точка , для которой . Правило Лопиталя. Пусть и - функции, определенные и дифференцируемые в окрестности точки a, где a - конечное число или (если , то под окрестностью точки a понимаем какой-нибудь луч ; если , то окрестность – луч ). В самой точке a функции могут быть не определены. Пусть при . I правило. Если: 1. 2. Существует конечный или бесконечный предел . Тогда: . II правило. Если: 1. ; 2. Существует конечный или бесконечный предел Тогда: . Правила Лопиталя позволяют раскрывать неопределенности вида или . Однако, они могут быть использованы и при раскрытии неопределенностей других видов: . Для этого исследуемое выражение преобразуют так, чтобы получилась неопределенность вида или . 32.Исследование на монотонность. Точки экстремума. . Функция называется возрастающей на промежутке , если для любых точек и из промежутка , удовлетворяющих неравенству . Функция называется убывающей на , если из условия следует . Теорема. Если функция непрерывна на отрезке , дифференцируема на интервале , то для того, чтобы была возрастающей (убывающей) необходимо и достаточно, чтобы в каждой внутренней точке интервала . Дифференцируемая функция является возрастающей на промежутке тогда и только тогда, когда . Локальный экстремум Точка называется точкой локального максимума функции , если существует интервал , содержащий точку такой что . Точка называется точкой локального минимума функции , если существует интервал , содержащий точку такой что . Точки локального минимума и локального максимума называются точками локального экстремума. Необходимым условием локального экстремума дифференцируемой функции является выполнение равенства . Поэтому точки, в которых дифференцируемая функция может иметь локальный экстремум, находят, решая уравнение: . Решения этого уравнения называют стационарными точками. Исследование стационарных точек I правило. Если при возрастании при переходе через стационарную точку производная меняет знак с + на ‑ , то II правило. Если вторая производная в стационарной точке положительная, то ‑ точка локального минимума функции . Если вторая производная в стационарной точке отрицательная, то ‑ точка локального максимума функции . Точками локального экстремума функции могут быть такие точки, в которых производная не существует или обращается в бесконечность. Исследовать такие точки можно по I правилу. Экстремум в такой точке называется острым экстремумом. Глобальный экстремум.Непрерывная на отрезке функция принимает свое наибольшее значение и свое наименьшее значение в точках этого отрезка. Эти значения могут достигаться либо в стационарных точках отрезка, либо в точках недифференцируемости функции, либо в граничных точках отрезка. Поэтому для нахождения значений и поступают следующим образом. · Находят стационарные точки функции; · Находят точки , в которых производная не существует или обращается в бесконечность; · Вычисляют значения: ‑ и выбирают среди этих чисел наибольшее и наименьшее. Это и будут и ‑ глобальные экстремальные значения. 33.Выпуклость, вогнутость. Точки перегиба. Графиком функции , заданной на множестве , называют множество точек плоскости с координатами . График называют выпуклым вниз на промежутке , если касательная к графику в любой точке этого промежутка расположена ниже графика. Если касательная расположена выше графика, то график называют выпуклым вверх. Точка, в которой график меняет направление выпуклости, называется точкой перегиба. Если на промежутке вторая производная положительна, то график является выпуклым вниз на этом промежутке. Если на промежутке , то график является выпуклым вверх на промежутке . Точка может быть точкой перегиба только в том случае, когда , либо не существует – необходимое условие перегиба. Однако равенство нулю или не существование второй производной в точке не означает еще, что в точке будет перегиб графика. Поэтому нужно дополнительно исследовать такие точки. I правило. Если равна нулю или не существует и при переводе через точку меняет знак, то ‑ точка перегиба графика функции . II правило. Если и , то является точкой перегиба графика функции . 34.Ассимптоты. Находят точки разрыва и промежутки, на которых она непрерывна. Выясняют характер точек разрыва. Вычисляют предельные значения функции в граничных точках множества (если таковые имеются). Находят вертикальные асимптоты . Аналогично находят коэффициенты правосторонней асимптоты (нужно вычислить пределы при ). Вычисляют производную . Находят критические точки функции , т.е. стационарные точки и точки, в которых не существует. Выделяют промежутки, на которых сохраняет знак. Это позволяет исследовать монотонность функции . |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-30; просмотров: 241. 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... |