Слайд 2
Дифференциальное исчисление функции одной переменной.
Слайд 3
Определение производной
Производной функции y=f(x) в точке х0
Называется ,
если этот предел существует. Производная обозначается или . Таким образом, =.
Слайд 7
Правила Дифференцирования
Пусть u=u(x) и v=v(x) – функции, дифференцируемые
в точке х. Тогда в этой точке дифференцируемы функции
u+v, u∙v, . Последнее при условии, что v´(x)≠0. Причем, (u+v)´=u´+v´, (uv)´=u´v+uv´, .
Слайд 8
Производная сложной функции
Пусть y=f(u), а u=φ(x). Тогда
функция y=f(φ(x)) называется сложной функцией от х.
Теорема. Если
функция u=φ(x) имеет производную в точке х, а функция y=f(u) имеет производную в соответствующей точке u=φ(x), то сложная функция y=f(φ(x)) имеет производную в точке х, причем .
Слайд 10
Дифференцирование функций, заданных параметрически
Пусть функция y от
х задана параметрически уравнениями: x=x(t), y=y(t), t
(α;β).
Слайд 11
Пример
x=cos3t, y=sin3t. Вычислить yx´´.
поэтому
Слайд 12
Дифференцирование функций, заданных неявно.
Вычислить y´x, если y5+xy-x2=0.
Продифференцируем обе
части по х. Получим 5y4y´+y+xy´-2x=0, откуда y´(5y4+x)=2x-y и
Слайд 13
Логарифмическое дифференцирование
Найти производную функции y=(sinx)x.
Логарифмируем функцию по
основанию е: lny=x.lnsinx. Дифференцируем обе части равенства по х:
∙y´=lnsinx+x∙ctgx
отсюда y´=y∙(lnsinx+x∙ctgx) или y´=(sinx)x∙(lnsinx+x∙ctgx).
Слайд 14
Дифференциал функции
dy=f´(x)∙dx
Слайд 15
Некоторые теоремы о дифференцируемых функциях!
Слайд 16
Теорема Ферма
Пусть функция y=f(x) определена в интервале
(a;b) и принимает в точке с этого интервала наибольшее
или наименьшее на (a;b) значение. Если существует f´(c), то f´(c)=0
Слайд 17
Теорема Ролля
Пусть функция y=f(x) непрерывна на отрезке
[a;b], дифференцируема на интервале (a;b) и f(a)=f(b)=0. Тогда ее
производная f´(х) обращается в ноль хотя бы в одной точке c (a;b).
Слайд 18
Теорема Лагранжа
Пусть функция y=f(x) непрерывна на отрезке
[a;b] и дифференцируема в интервале (a;b). Тогда существует хотя
бы одна точка c (a;b), для которой выполняется условие:
Слайд 19
Теорема Лопиталя (правило Лопиталя).
Пусть f(x) и φ(x)
– функции, непрерывные на [a;b], дифференцируемые на (a;b); φ´(x)≠0
при всех х (a;b) и f(a)=φ(a)=0. Тогда если существует , то существует причем :
Слайд 21
Применение производной к исследованию функций
Слайд 23
Необходимо условие монотонности функции
Если дифференцируемая в интервале
(a;b) функция y=f(x) возрастает (убывает) на (a;b), то для
всех х(a;b) f´(x)≥0 (f´(x)≤0)
Слайд 24
Достаточный признак существования экстремума
Если непрерывная на интервале
функция y=f(x) имеет производную f´(x) во всех точках этого
интервала, за исключением, может быть, критической точки с, принадлежащей этому интервалу, и если f´(x) при переходе аргумента слева направо через критическую точку с меняет знак с плюса на минус (с минуса на плюс), то функция в точке с имеет максимум (минимум)
Слайд 25
Выпуклость и вогнутость графика функции
График дифференцируемой функции
называется выпуклым (вогнутым) в интервале (a;b), если он расположен
ниже (выше) любой своей касательной на этом интервале
Слайд 26
Достаточный признак выпуклости и вогнутости
Пусть функция y=f(x)
имеет вторую производную f´(x) во всех точках интервала (a;b).
Если во всех точках этого интервала f´(x)<0 (f´(x)>0), то график на (a;b) выпуклый (вогнутый).
Слайд 27
Достаточный признак существования точки перегиба
Если вторая производная
f´(x) непрерывной функции меняет знак при переходе аргумента через
точку х0, то точка (x0;f(x0)) является точкой перегиба графика функции.
Слайд 28
Асимптоты графика функции
Асимптотой графика функции y=f(x) называется
прямая, расстояние от которой до текущей точки графика функции
стремится к нулю при неограниченном удалении этой точки от начала координат.
Слайд 29
План исследования функции и построение графика
Область определения
функции.
Точки пересечения графика функции с осями координат.
Четность, нечетность функции.
Исследование
функции на непрерывность. Вертикальные асимптоты.
Невертикальные асимптоты.
Интервалы монотонности и экстремумы.
Интервалы выпуклости, вогнутости и точки перегиба.
Дополнительные точки, , периодичность (по мере необходимости).
Построение графика.
Слайд 30
Пример Исследовать функцию
и построить ее график.
Область определения:
так как
при х=-2 и х=2 знаменатель дроби обращается в ноль.
(-∞;-2) (-2;2) (2;+∞),
Слайд 31
2. Пусть х=0, тогда у=0. Пусть у=0,
тогда , откуда х=0.
(0;0) –
точка пересечения графика с осями координат
Слайд 33
4. Функция имеет разрывы в точках х=-2 и
х=2, так как f(-2) и f(2) не определены.
, ,
, ,
следовательно, х=-2 и х=2 – точки разрыва II рода и прямые х=-2 и х=2 – вертикальные асимптоты.
Слайд 34
5.Невертикальные асимптоты
следовательно, прямая у=1 – асимптота.
Слайд 35
6.
у´=0, если -8х=0, откуда х=0 – критическая точка.
Откуда х=-2 и х=2 – критические точки.
На интервалах (-∞;-2) и (-2;0) функция возрастает, а на интервалах (0;2) и (2;+∞) – убывает.
Уmax(0)=0.
Слайд 36
7.
у´´≠0 при х(-∞;∞), х=-2 и х=2 – критические
точки второго порядка.
На интервалах (-∞;-2) и (2;+∞) –
график функции вогнутый, а на интервале (-2;2) – выпуклый. Точек перегиба нет