Tällä oppitunnilla opimme soveltamaan kaavoja ja erottelusääntöjä.
Esimerkkejä. Etsi funktioiden derivaatat.
1. y=x 7 +x 5 -x 4 +x 3 -x 2 +x-9. Säännön soveltaminen minä, kaavat 4, 2 ja 1. Saamme:
y'=7x6 +5x4 -4x3 +3x2-2x+1.
2. y=3x6 -2x+5. Ratkaisemme samalla tavalla käyttämällä samoja kaavoja ja kaavaa 3.
y’=3∙6x5-2=18x5-2.
Säännön soveltaminen minä, kaavat 3, 5
ja 6
ja 1.
Säännön soveltaminen IV, kaavat 5 ja 1 .
Viidennessä esimerkissä säännön mukaan minä summan derivaatta on yhtä suuri kuin johdannaisten summa, ja löysimme juuri ensimmäisen termin derivaatan (esimerkki 4 ), siksi löydämme johdannaisia 2 ja 3 ehdot ja 1:lle termi, voimme heti kirjoittaa tuloksen.
Erottava 2 ja 3 termejä kaavan mukaan 4
. Tätä varten muunnamme nimittäjien kolmannen ja neljännen asteen juuret potenssiiksi, joilla on negatiivinen eksponentti, ja sitten 4
kaava, löydämme potenssien derivaatat.
Katso tämä esimerkki ja tulos. Saitko kuvion kiinni? Hyvä. Tämä tarkoittaa, että meillä on uusi kaava ja voimme lisätä sen johdannaistaulukkoomme.
Ratkaistaan kuudes esimerkki ja johdetaan vielä yksi kaava.
Käytämme sääntöä IV ja kaava 4
. Vähennämme saatuja fraktioita.
Tarkastellaan tätä funktiota ja sen johdannaista. Tietenkin ymmärsit kuvion ja olet valmis nimeämään kaavan:
Opi uusia kaavoja!
Esimerkkejä.
1. Etsi argumentin inkrementti ja funktion inkrementti y= x2 jos argumentin alkuarvo oli 4 , ja uusi 4,01 .
Ratkaisu.
Uusi argumentin arvo x \u003d x 0 + Δx. Korvaa tiedot: 4.01=4+Δx, joten argumentin lisäys Δх=4,01-4 = 0,01. Funktion inkrementti on määritelmän mukaan yhtä suuri kuin funktion uusien ja aiempien arvojen erotus, ts. Δy \u003d f (x 0 + Δx) - f (x 0). Koska meillä on toiminto y=x2, sitten Δy\u003d (x 0 + Δx) 2 - (x 0) 2 \u003d (x 0) 2 + 2x 0 · Δx+(Δx) 2 - (x 0) 2 \u003d 2x 0 · ∆x+(∆x) 2 =
2 · 4 · 0,01+(0,01) 2 =0,08+0,0001=0,0801.
Vastaus: argumentin lisäys Δх=0,01; funktion lisäys Δy=0,0801.
Funktioinkrementti oli mahdollista löytää toisella tavalla: Δy\u003d y (x 0 + Δx) -y (x 0) \u003d y (4,01) -y (4) \u003d 4,01 2 -4 2 \u003d 16,0801-16 \u003d 0,0801.
2. Etsi funktiokaavion tangentin kaltevuuskulma y=f(x) pisteessä x 0, jos f "(x 0) \u003d 1.
Ratkaisu.
Johdannan arvo kosketuspisteessä x 0 ja on tangentin kulmakertoimen tangentin arvo (derivaatan geometrinen merkitys). Meillä on: f "(x 0) \u003d tgα \u003d 1 → α \u003d 45 °, koska tg45° = 1.
Vastaus: tämän funktion kaavion tangentti muodostaa kulman Ox-akselin positiivisen suunnan kanssa, joka on yhtä suuri kuin 45°.
3. Johda funktion derivaatan kaava y=xn.
Erilaistuminen on funktion derivaatan löytäminen.
Derivaataita etsittäessä käytetään kaavoja, jotka on johdettu derivaatan määritelmän perusteella, samalla tavalla kuin johdimme derivaatan asteen kaavan: (x n)" = nx n-1.
Tässä ovat kaavat.
Johdannaistaulukko se on helpompi muistaa lausumalla sanalliset sanamuodot:
1. Vakioarvon derivaatta on nolla.
2. X-isku on yhtä suuri kuin yksi.
3. Vakiotekijä voidaan ottaa pois derivaatan etumerkistä.
4. Asteen derivaatta on yhtä suuri kuin tämän asteen eksponentin tulo samalla kantaluvulla, mutta eksponentti on yksi vähemmän.
5. Juuren derivaatta on yhtä kuin yksi jaettuna kahdella samalla juurella.
6. Yksikön derivaatta jaettuna x:llä on miinus yksi jaettuna x:llä neliöitynä.
7. Sinin derivaatta on yhtä suuri kuin kosini.
8. Kosinin derivaatta on yhtä suuri kuin miinussini.
9. Tangentin derivaatta on yhtä suuri kuin yksi jaettuna kosinin neliöllä.
10. Kotangentin derivaatta on miinus yksi jaettuna sinin neliöllä.
Me opetamme eriyttämissäännöt.
1.
Algebrallisen summan derivaatta on yhtä suuri kuin derivaatan termien algebrallinen summa.
2. Tuloksen derivaatta on yhtä suuri kuin ensimmäisen tekijän derivaatan tulo toisella plus ensimmäisen tekijän tulo toisen derivaatalla.
3. "Y":n derivaatta jaettuna "ve":llä on yhtä suuri kuin murtoluku, jonka osoittajassa "y on veto kerrottuna "ve" miinus "y, kerrottuna viivalla" ja nimittäjässä - "ve neliö". ”.
4. Kaavan erikoistapaus 3.
Opitaan yhdessä!
Sivu 1/1 1
Kun johdetaan taulukon aivan ensimmäistä kaavaa, lähdetään funktion derivaatan määritelmästä pisteessä. Otetaan minne x- mikä tahansa todellinen luku, eli x– mikä tahansa numero funktion määritysalueelta . Kirjoita funktion inkrementin ja argumentin inkrementin suhteen raja osoitteeseen:
On huomattava, että rajan merkin alla saadaan lauseke, joka ei ole nollan epävarmuus jaettuna nollalla, koska osoittaja ei sisällä äärettömän pientä arvoa, vaan täsmälleen nollan. Toisin sanoen vakiofunktion inkrementti on aina nolla.
Tällä tavalla, vakiofunktion derivaattaon yhtä suuri kuin nolla koko määritelmäalueella.
Tehofunktion johdannainen.
Potenssifunktion derivaatan kaavalla on muoto , jossa eksponentti s on mikä tahansa todellinen luku.
Todistetaan ensin luonnollisen eksponentin, eli for:n, kaava p = 1, 2, 3, ...
Käytämme johdannaisen määritelmää. Kirjoitetaan tehofunktion inkrementin ja argumentin inkrementin suhteen raja:
Osoittajan lausekkeen yksinkertaistamiseksi siirrymme Newtonin binomiaalikaavaan:
Näin ollen
Tämä todistaa luonnollisen eksponentin potenssifunktion derivaatan kaavan.
Eksponentiaalifunktion johdannainen.
Johdamme johdannaiskaavan määritelmän perusteella:
Tuli epävarmuuteen. Laajentaaksemme sitä otamme käyttöön uuden muuttujan , ja . Sitten . Viimeisessä siirtymässä käytimme logaritmin uuteen kantaan siirtymisen kaavaa.
Suoritetaan korvaus alkuperäisessä rajassa:
Jos muistamme toisen merkittävän rajan, tulemme eksponentiaalisen funktion derivaatan kaavaan:
Logaritmisen funktion derivaatta.
Todistakaamme logaritmisen funktion derivaatan kaava kaikille x laajuudesta ja kaikista kelvollisista perusarvoista a logaritmi. Johdannaisen määritelmän mukaan meillä on:
Kuten huomasit, todistuksessa muunnokset suoritettiin käyttämällä logaritmin ominaisuuksia. Tasa-arvo on voimassa toisen merkittävän rajan vuoksi.
Trigonometristen funktioiden johdannaiset.
Kaavojen johtamiseksi trigonometristen funktioiden johdannaisille on muistettava joitain trigonometriakaavoja sekä ensimmäinen merkittävä raja.
Sinifunktion derivaatan määritelmän mukaan meillä on .
Käytämme kaavaa sinien erolle:
Jäljelle jää ensimmäinen merkittävä raja:
Siis funktion derivaatta synti x on cos x.
Kosinijohdannaisen kaava todistetaan täsmälleen samalla tavalla.
Siksi funktion derivaatta cos x on -sin x.
Tangentin ja kotangentin derivaattataulukon kaavojen johtaminen suoritetaan käyttäen hyväksi todettuja differentiaatiosääntöjä (murto-osan derivaatta).
Hyperbolisten funktioiden johdannaiset.
Differentiointisäännöt ja eksponentiaalisen funktion derivaatan kaava derivaattataulukosta antavat meille mahdollisuuden johtaa kaavoja hyperbolisen sinin, kosinin, tangentin ja kotangentin derivaateille.
Käänteisfunktion derivaatta.
Jotta esityksessä ei olisi hämmennystä, merkitään alemmalla indeksillä funktion argumentti, jolla differentiointi suoritetaan, eli se on funktion derivaatta f(x) päällä x.
Nyt muotoillaan sääntö käänteisfunktion derivaatan löytämiseksi.
Anna toiminnot y = f(x) ja x = g(y) toistensa käänteinen, määritelty intervalleilla ja vastaavasti. Jos jossakin pisteessä on olemassa funktion äärellinen nollasta poikkeava derivaatta f(x), silloin pisteessä on käänteisfunktion äärellinen derivaatta g(y), ja . Toisessa merkinnässä
.
Tämä sääntö voidaan muotoilla uudelleen mille tahansa x väliltä , niin saamme .
Tarkastetaan näiden kaavojen oikeellisuus.
Etsitään luonnollisen logaritmin käänteisfunktio (tässä y on toiminto ja x- Perustelu). Tämän yhtälön ratkaiseminen x, saamme (tästä x on toiminto ja y hänen argumenttinsa). Tuo on,
ja keskenään käänteisiä funktioita.
Johdannaisten taulukosta näemme sen ja
.
Varmistetaan, että kaavat käänteisfunktion derivaattojen löytämiseksi johtavat samoihin tuloksiin:
Operaatiota derivaatan löytämiseksi kutsutaan differentiaatioksi.
Ratkaistiin yksinkertaisimpien (ja ei kovin yksinkertaisten) funktioiden johdannaisten löytämisongelmia määrittämällä derivaatta lisäyksen ja argumentin lisäyksen suhteen rajaksi, jolloin ilmestyi derivaattataulukko ja tarkasti määritellyt differentiaatiosäännöt. . Isaac Newton (1643-1727) ja Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) työskentelivät ensimmäisinä johdannaisten löytämisen alalla.
Siksi meidän aikanamme minkä tahansa funktion derivaatan löytämiseksi ei tarvitse laskea edellä mainittua funktion lisäyksen ja argumentin lisäyksen suhteen rajaa, vaan tarvitsee vain käyttää taulukkoa. johdannaisista ja differentiointisäännöistä. Seuraava algoritmi sopii derivaatan löytämiseen.
Löytääksesi johdannaisen, tarvitset ilmaisun vetomerkin alle hajottaa yksinkertaisia toimintoja ja päättää mitä toimia (tuote, summa, osamäärä) nämä toiminnot liittyvät toisiinsa. Edelleen löydämme alkeisfunktioiden derivaatat derivaattataulukosta ja kaavat tulon, summan ja osamäärän derivaateille - differentiaatiosäännöistä. Taulukko johdannaisista ja differentiointisäännöistä on annettu kahden ensimmäisen esimerkin jälkeen.
Esimerkki 1 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Differentiointisäännöistä selviää, että funktioiden summan derivaatta on funktioiden derivaattojen summa, ts.
Derivaatataulukosta selviää, että "X":n derivaatta on yhtä suuri kuin yksi ja sinin derivaatta on kosini. Korvaamme nämä arvot johdannaisten summassa ja löydämme ongelman ehdon vaatiman derivaatan:
Esimerkki 2 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Differentioi summan derivaatana, jossa toinen termi vakiokertoimella, se voidaan ottaa pois derivaatan merkistä:
Jos vielä on kysymyksiä siitä, mistä jokin tulee, ne pääsääntöisesti selviävät johdannaistaulukon ja yksinkertaisimpien differentiointisääntöjen lukemisen jälkeen. Olemme menossa heidän luokseen juuri nyt.
Taulukko yksinkertaisten funktioiden johdannaisista
1. Vakion (luvun) derivaatta. Mikä tahansa luku (1, 2, 5, 200...), joka on funktiolausekkeessa. Aina nolla. Tämä on erittäin tärkeää muistaa, koska sitä vaaditaan hyvin usein | |
2. Riippumattoman muuttujan johdannainen. Useimmiten "x". Aina yhtä kuin yksi. Tämä on myös tärkeää muistaa | |
3. Tutkinnon johdannainen. Kun ratkaiset tehtäviä, sinun on muunnettava ei-neliöjuuret potenssiksi. | |
4. Muuttujan johdannainen potenssilla -1 | |
5. Neliöjuuren johdannainen | |
6. Sinijohdannainen | |
7. Kosinijohdannainen | ![]() |
8. Tangenttiderivaata | ![]() |
9. Kotangentin derivaatta | ![]() |
10. Arsinin derivaatta | ![]() |
11. Arkkikosinin derivaatta | ![]() |
12. Arktangentin derivaatta | ![]() |
13. Käänteisen tangentin derivaatta | ![]() |
14. Luonnollisen logaritmin derivaatta | |
15. Logaritmisen funktion derivaatta | ![]() |
16. Eksponentin derivaatta | |
17. Eksponentiaalifunktion derivaatta |
Erottamisen säännöt
1. Summan tai erotuksen johdannainen | ![]() |
2. Tuotteen johdannainen | ![]() |
2a. Johdannainen lausekkeesta kerrottuna vakiotekijällä | |
3. Osamäärän derivaatta | ![]() |
4. Monimutkaisen funktion derivaatta | ![]() |
Sääntö 1Jos toimii
ovat erotettavissa jossain vaiheessa , sitten samassa kohdassa funktiot
ja
nuo. funktioiden algebrallisen summan derivaatta on yhtä suuri kuin näiden funktioiden derivaattojen algebrallinen summa.
Seuraus. Jos kaksi differentioituvaa funktiota eroavat toisistaan vakiolla, niin niiden derivaatat ovat, eli
Sääntö 2Jos toimii
ovat erotettavissa jossain vaiheessa , silloin niiden tuote on myös erotettavissa samassa pisteessä
ja
nuo. kahden funktion tulon derivaatta on yhtä suuri kuin näiden kunkin funktion tulojen ja toisen derivaatan summa.
Seuraus 1. Vakiotekijä voidaan ottaa pois derivaatan etumerkistä:
Seuraus 2. Useiden differentioituvien funktioiden tulon derivaatta on yhtä suuri kuin kunkin tekijän ja kaikkien muiden derivaatan tulojen summa.
Esimerkiksi kolmelle kertoimelle:
Sääntö 3Jos toimii
erottuva jossain vaiheessa ja , niin tässä vaiheessa myös niiden osamäärä on differentioituva.u/v ja
nuo. kahden funktion osamäärän derivaatta on yhtä suuri kuin murtoluku, jonka osoittaja on nimittäjän ja osoittajan derivaatan ja osoittajan ja nimittäjän derivaatan tulojen erotus, ja nimittäjä on edellisen osoittajan neliö .
Mistä etsiä muilta sivuilta
Kun tuotteen derivaatta ja osamäärä löydetään todellisista ongelmista, on aina tarpeen soveltaa useita differentiaatiosääntöjä kerralla, joten artikkelissa on enemmän esimerkkejä näistä derivaatoista."Tuotteen ja osamäärän johdannainen".
Kommentti. Vakiota (eli lukua) ei pidä sekoittaa summan termiksi ja vakiotekijäksi! Termin tapauksessa sen derivaatta on nolla, ja vakiotekijän tapauksessa se otetaan pois derivaattojen etumerkistä. Tämä on tyypillinen johdannaisten opiskelun alkuvaiheessa ilmenevä virhe, mutta kun keskivertoopiskelija ratkaisee useita yksi-kaksikomponenttisia esimerkkejä, tämä virhe ei enää tee.
Ja jos sinulla on termi, kun erotat tuotteen tai osamäärän u"v, jossa u- luku, esimerkiksi 2 tai 5, eli vakio, niin tämän luvun derivaatta on nolla ja siksi koko termi on yhtä suuri kuin nolla (tällaista tapausta analysoidaan esimerkissä 10) .
Toinen yleinen virhe on kompleksisen funktion derivaatan mekaaninen ratkaisu yksinkertaisen funktion derivaatana. Siksi kompleksisen funktion derivaatta omistettu erilliselle artikkelille. Mutta ensin opimme löytämään johdannaisia yksinkertaisista funktioista.
Matkan varrella et voi tehdä ilman ilmaisujen muunnoksia. Tätä varten sinun on ehkä avattava uusissa Windows-käyttöoppaat Toimia, joilla on voimia ja juuria ja Toiminnot murtoluvuilla .
Jos etsit ratkaisuja johdannaisiin, joilla on potenssit ja juuret, eli milloin funktio näyttää , noudata sitten oppituntia "Murtolukujen summan johdannainen potenssien ja juurien kanssa".
Jos sinulla on tehtävä, kuten , niin olet oppitunnilla "Yksinkertaisten trigonometristen funktioiden johdannaiset".
Vaiheittaiset esimerkit - kuinka löytää johdannainen
Esimerkki 3 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Määritämme funktiolausekkeen osat: koko lauseke edustaa tuotetta ja sen tekijät ovat summia, joista toisessa yksi termeistä sisältää vakiotekijän. Sovellamme tulojen eriyttämissääntöä: kahden funktion tulon derivaatta on yhtä suuri kuin näiden funktioiden tulojen summa ja toisen funktion tulojen summa:
Seuraavaksi sovelletaan summan differentiaatiosääntöä: funktioiden algebrallisen summan derivaatta on yhtä suuri kuin näiden funktioiden derivaattojen algebrallinen summa. Meidän tapauksessamme kussakin summassa toinen termi miinusmerkillä. Jokaisessa summassa näemme sekä itsenäisen muuttujan, jonka derivaatta on yhtä suuri, että vakion (luku), jonka derivaatta on yhtä suuri kuin nolla. Joten "x" muuttuu yhdeksi ja miinus 5 - nollaksi. Toisessa lausekkeessa "x" kerrotaan kahdella, joten kerromme kaksi samalla yksiköllä kuin "x":n derivaatta. Saamme seuraavat johdannaisten arvot:
Korvaamme löydetyt derivaatat tulojen summaksi ja saamme koko tehtävän ehdon vaatiman funktion derivaatan:
Esimerkki 4 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Meidän on löydettävä osamäärän derivaatta. Käytämme osamäärän erottamiseen kaavaa: kahden funktion osamäärän derivaatta on yhtä suuri kuin murto-osa, jonka osoittaja on nimittäjän ja osoittajan derivaatan sekä osoittajan ja nimittäjän derivaatan tulojen erotus, ja nimittäjä on entisen osoittajan neliö. Saamme:
Olemme jo löytäneet tekijöiden derivaatan osoittajasta esimerkissä 2. Älä myöskään unohda, että tulo, joka on tämän esimerkin osoittajan toinen tekijä, otetaan miinusmerkillä:
Jos etsit ratkaisuja sellaisiin ongelmiin, joissa sinun on löydettävä funktion derivaatta, jossa on jatkuva kasa juuria ja asteita, kuten esim. sitten tervetuloa tunnille "Johdannainen murtolukujen summasta potenssien ja juurien kanssa" .
Jos haluat oppia lisää sinien, kosinien, tangenttien ja muiden trigonometristen funktioiden derivaatoista, eli kun funktio näyttää tältä , sitten sinulla on oppitunti "Yksinkertaisten trigonometristen funktioiden johdannaiset" .
Esimerkki 5 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Tässä funktiossa näemme tuotteen, jonka yksi tekijöistä on riippumattoman muuttujan neliöjuuri, jonka derivaattaan tutustuimme derivaattataulukossa. Tuloerosäännön ja neliöjuuren derivaatan taulukkoarvon mukaan saamme:
Esimerkki 6 Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu. Tässä funktiossa näemme osamäärän, jonka osinko on riippumattoman muuttujan neliöjuuri. Esimerkissä 4 toistetun ja sovelletun osamäärän differentiaatiosäännön ja neliöjuuren derivaatan taulukkoarvon mukaan saamme:
Poistaaksesi osoittajan murto-osan kertomalla osoittaja ja nimittäjä luvulla.
Funktion johdannainen on yksi koulun opetussuunnitelman vaikeimmista aiheista. Kaikki valmistuneet eivät vastaa kysymykseen, mikä johdannainen on.
Tämä artikkeli selittää yksinkertaisesti ja selkeästi, mikä johdannainen on ja miksi sitä tarvitaan.. Emme nyt pyri matemaattiseen esityksen tarkkuuteen. Tärkeintä on ymmärtää merkitys.
Muistakaamme määritelmä:
Derivaata on funktion muutosnopeus.
Kuvassa on kaavioita kolmesta funktiosta. Kumpi luulet kasvavan nopeimmin?
Vastaus on ilmeinen - kolmas. Sillä on suurin muutosnopeus, eli suurin johdannainen.
Tässä on toinen esimerkki.
Kostya, Grisha ja Matvey saivat työpaikkoja samaan aikaan. Katsotaan kuinka heidän tulonsa muuttuivat vuoden aikana:
Näet kaikki kartalla heti, eikö niin? Kostjan tulot ovat yli kaksinkertaistuneet kuudessa kuukaudessa. Ja myös Grishan tulot kasvoivat, mutta vain vähän. Ja Matthew'n tulot putosivat nollaan. Aloitusehdot ovat samat, mutta funktion muutosnopeus, ts. johdannainen, - erilainen. Mitä tulee Matveyn tuloihin, hänen tulonsa johdannainen on yleensä negatiivinen.
Intuitiivisesti voimme helposti arvioida funktion muutosnopeuden. Mutta miten teemme sen?
Tarkastelemme todella sitä, kuinka jyrkästi funktion kuvaaja nousee ylös (tai alas). Toisin sanoen kuinka nopeasti y muuttuu x:n kanssa. On selvää, että samalla funktiolla eri pisteissä voi olla eri derivaatan arvo - eli se voi muuttua nopeammin tai hitaammin.
Toiminnon derivaatta on merkitty .
Näytetään kuinka löytää kaavion avulla.
Piirretään kaavio jostain funktiosta. Ota piste siitä abskissalla. Piirrä tangentti funktion kuvaajalle tässä kohdassa. Haluamme arvioida, kuinka jyrkästi funktion kuvaaja nousee. Kätevä arvo tälle on tangentin kaltevuuden tangentti.
Funktion derivaatta pisteessä on sama kuin funktion kuvaajaan piirretyn tangentin kulmakertoimen tangentti kyseisessä pisteessä.
Huomaa - tangentin kaltevuuskulmaksi otamme tangentin ja akselin positiivisen suunnan välisen kulman.
Joskus opiskelijat kysyvät, mikä on funktion kaavion tangentti. Tämä on suora viiva, jolla on ainoa yhteinen piste tämän osan kaavion kanssa, kuten kuvassamme näkyy. Se näyttää ympyrän tangentilta.
Etsitään . Muistamme, että suorakulmaisen kolmion terävän kulman tangentti on yhtä suuri kuin vastakkaisen jalan suhde viereiseen. Kolmiosta:
Löysimme derivaatan graafin avulla tietämättä edes funktion kaavaa. Tällaisia tehtäviä löytyy usein matematiikan kokeesta numeron alla.
On toinenkin tärkeä korrelaatio. Muista, että yhtälö antaa suoran
Tämän yhtälön määrää kutsutaan suoran viivan kaltevuus. Se on yhtä suuri kuin suoran kaltevuuskulman tangentti akseliin nähden.
.
Me ymmärrämme sen
Muistakaamme tämä kaava. Se ilmaisee derivaatan geometrisen merkityksen.
Funktion derivaatta pisteessä on yhtä suuri kuin funktion kuvaajaan piirretyn tangentin kulmakerroin kyseisessä pisteessä.
Toisin sanoen derivaatta on yhtä suuri kuin tangentin kulmakertoimen tangentti.
Olemme jo sanoneet, että samalla funktiolla voi olla eri derivaatat eri kohdissa. Katsotaan kuinka derivaatta liittyy funktion käyttäytymiseen.
Piirretään kaavio jostain funktiosta. Anna tämän toiminnon kasvaa joillakin alueilla ja pienentyä toisilla ja eri nopeuksilla. Ja anna tällä funktiolla olla maksimi- ja minimipisteet.
Jossain vaiheessa toiminto kasvaa. Kuvaajan tangentti, joka on piirretty pisteeseen, muodostaa terävän kulman; positiivisella akselisuunnalla. Joten derivaatta on positiivinen kohdassa.
Tällä hetkellä toimintamme heikkenee. Tangentti tässä pisteessä muodostaa tylpän kulman; positiivisella akselisuunnalla. Koska tylpän kulman tangentti on negatiivinen, derivaatta pisteessä on negatiivinen.
Tässä on mitä tapahtuu:
Jos funktio on kasvava, sen derivaatta on positiivinen.
Jos se pienenee, sen derivaatta on negatiivinen.
Ja mitä tapahtuu maksimi- ja minimipisteissä? Näemme, että (maksimipisteessä) ja (minimipisteessä) tangentti on vaakasuora. Siksi tangentin kulmakertoimen tangentti näissä pisteissä on nolla, ja derivaatta on myös nolla.
Piste on maksimipiste. Tässä vaiheessa funktion lisäys korvataan laskulla. Näin ollen derivaatan etumerkki muuttuu kohdassa "plus" "miinus".
Pisteessä - minimipisteessä - derivaatta on myös yhtä suuri kuin nolla, mutta sen etumerkki muuttuu "miinuksesta" "plussiksi".
Johtopäätös: derivaatan avulla saat selville kaiken, mikä meitä kiinnostaa funktion käyttäytymisestä.
Jos derivaatta on positiivinen, funktio kasvaa.
Jos derivaatta on negatiivinen, funktio on laskeva.
Maksimipisteessä derivaatta on nolla ja muuttaa etumerkkiä plussasta miinukseen.
Minimipisteessä derivaatta on myös nolla ja muuttaa etumerkin miinuksesta plussaksi.
Kirjoitamme nämä havainnot taulukon muodossa:
lisääntyy | maksimipiste | vähenee | minimipiste | lisääntyy | |
+ | 0 | - | 0 | + |
Tehdään kaksi pientä selvennystä. Tarvitset yhden niistä, kun ratkaiset ongelman. Toinen - ensimmäisenä vuonna vakavammalla funktioiden ja johdannaisten tutkimuksella.
Tapaus on mahdollinen, kun funktion derivaatta jossain pisteessä on nolla, mutta funktiolla ei ole tässä vaiheessa maksimi- eikä minimiarvoa. Tämä ns :
Pisteessä graafin tangentti on vaakasuora ja derivaatta on nolla. Kuitenkin ennen pistettä funktio kasvoi - ja pisteen jälkeen se jatkaa kasvuaan. Johdannan etumerkki ei muutu - se on pysynyt positiivisena sellaisenaan.
Sattuu myös niin, että maksimi- tai minimipisteessä derivaatta ei ole olemassa. Kaaviossa tämä vastaa jyrkkää katkosta, kun on mahdotonta piirtää tangenttia tiettyyn pisteeseen.
Mutta kuinka löytää derivaatta, jos funktio ei ole annettu graafilla, vaan kaavalla? Tässä tapauksessa se pätee