Operasi mencari turunan disebut diferensiasi.
Sebagai hasil dari pemecahan masalah untuk menemukan turunan dari fungsi yang paling sederhana (dan tidak terlalu sederhana) dengan mendefinisikan turunan sebagai batas rasio kenaikan terhadap kenaikan argumen, tabel turunan dan aturan diferensiasi yang didefinisikan secara tepat muncul . Isaac Newton (1643-1727) dan Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) adalah orang pertama yang bekerja di bidang pencarian turunan.
Oleh karena itu, saat ini, untuk menemukan turunan dari fungsi apa pun, tidak perlu menghitung batas rasio kenaikan fungsi yang disebutkan di atas terhadap kenaikan argumen, tetapi hanya perlu menggunakan tabel turunan dan aturan diferensiasi. Algoritma berikut cocok untuk mencari turunan.
Untuk mencari turunan, Anda memerlukan ekspresi di bawah tanda guratan uraikan fungsi-fungsi sederhana dan menentukan tindakan apa (produk, jumlah, hasil bagi) fungsi-fungsi ini saling berhubungan. Selanjutnya, kami menemukan turunan dari fungsi dasar dalam tabel turunan, dan rumus untuk turunan produk, jumlah dan hasil bagi - dalam aturan diferensiasi. Tabel aturan turunan dan diferensiasi diberikan setelah dua contoh pertama.
Contoh 1 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Dari aturan diferensiasi kita mengetahui bahwa turunan dari jumlah fungsi adalah jumlah dari turunan fungsi, yaitu.
Dari tabel turunan, kita mengetahui bahwa turunan dari "X" sama dengan satu, dan turunan dari sinus adalah cosinus. Kami mengganti nilai-nilai ini dalam jumlah turunan dan menemukan turunan yang diperlukan oleh kondisi masalah:
Contoh 2 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Diferensialkan sebagai turunan dari jumlah, di mana suku kedua dengan faktor konstan, dapat dikeluarkan dari tanda turunan:
Jika masih ada pertanyaan tentang dari mana sesuatu berasal, mereka, sebagai suatu peraturan, menjadi jelas setelah membaca tabel turunan dan aturan diferensiasi yang paling sederhana. Kami akan pergi ke mereka sekarang.
Tabel turunan fungsi sederhana
1. Turunan dari suatu konstanta (angka). Setiap angka (1, 2, 5, 200...) yang ada dalam ekspresi fungsi. Selalu nol. Ini sangat penting untuk diingat, karena sangat sering diperlukan | |
2. Turunan dari variabel bebas. Paling sering "x". Selalu sama dengan satu. Ini juga penting untuk diingat | |
3. Turunan derajat. Saat memecahkan masalah, Anda perlu mengubah akar non-kuadrat menjadi pangkat. | |
4. Turunan suatu variabel pangkat -1 | |
5. Turunan dari akar kuadrat | |
6. Turunan sinus | |
7. Turunan kosinus | |
8. Turunan tangen | |
9. Turunan dari kotangen | |
10. Turunan dari arcsinus | |
11. Turunan dari arc cosinus | |
12. Turunan dari tangen busur | |
13. Turunan dari tangen terbalik | |
14. Turunan dari logaritma natural | |
15. Turunan dari fungsi logaritma | |
16. Turunan dari eksponen | |
17. Turunan dari fungsi eksponensial |
Aturan diferensiasi
1. Turunan dari jumlah atau selisih | |
2. Turunan dari suatu produk | |
2a. Turunan dari ekspresi dikalikan dengan faktor konstan | |
3. Turunan dari hasil bagi | |
4. Turunan dari fungsi kompleks |
Aturan 1Jika fungsi
terdiferensialkan pada suatu titik , maka pada titik yang sama fungsi
dan
itu. turunan dari jumlah aljabar fungsi sama dengan jumlah aljabar dari turunan fungsi tersebut.
Konsekuensi. Jika dua fungsi yang dapat diturunkan berbeda satu konstanta, maka turunannya adalah:, yaitu
Aturan 2Jika fungsi
terdiferensiasi pada suatu titik, maka produknya juga terdiferensiasi pada titik yang sama
dan
itu. turunan dari produk dua fungsi sama dengan jumlah produk dari masing-masing fungsi ini dan turunan dari yang lain.
Konsekuensi 1. Faktor konstanta dapat dikeluarkan dari tanda turunan:
Konsekuensi 2. Turunan produk dari beberapa fungsi yang dapat diturunkan sama dengan jumlah produk turunan dari masing-masing faktor dan semua faktor lainnya.
Misalnya, untuk tiga pengganda:
Aturan 3Jika fungsi
terdiferensiasi di beberapa titik dan , maka pada titik ini hasil bagi mereka juga dapat dibedakan.u/v , dan
itu. turunan dari hasil bagi dua fungsi sama dengan pecahan yang pembilangnya adalah selisih antara hasil kali penyebut dengan turunan dari pembilangnya dan pembilangnya dengan turunan penyebutnya, dan penyebutnya adalah kuadrat dari pembilang sebelumnya .
Di mana mencarinya di halaman lain
Ketika menemukan turunan dari produk dan hasil bagi dalam masalah nyata, selalu perlu untuk menerapkan beberapa aturan diferensiasi sekaligus, jadi lebih banyak contoh tentang turunan ini ada di artikel."Turunan dari produk dan hasil bagi".
Komentar. Anda tidak boleh mengacaukan konstanta (yaitu, angka) sebagai istilah dalam jumlah dan sebagai faktor konstan! Dalam kasus suatu suku, turunannya sama dengan nol, dan dalam kasus faktor konstan, turunannya dikeluarkan dari tanda turunannya. Ini adalah kesalahan tipikal yang terjadi pada tahap awal mempelajari turunan, tetapi karena rata-rata siswa menyelesaikan beberapa contoh satu-dua komponen, kesalahan ini tidak lagi terjadi.
Dan jika, ketika membedakan produk atau hasil bagi, Anda memiliki istilah kamu"v, di mana kamu- angka, misalnya, 2 atau 5, yaitu konstanta, maka turunan dari angka ini akan sama dengan nol dan, oleh karena itu, seluruh istilah akan sama dengan nol (kasus seperti itu dianalisis dalam contoh 10) .
Kesalahan umum lainnya adalah solusi mekanis dari turunan fungsi kompleks sebagai turunan dari fungsi sederhana. Jadi turunan dari fungsi kompleks dikhususkan untuk artikel terpisah. Tapi pertama-tama kita akan belajar mencari turunan dari fungsi sederhana.
Sepanjang jalan, Anda tidak dapat melakukannya tanpa transformasi ekspresi. Untuk melakukan ini, Anda mungkin perlu membuka manual windows baru Tindakan dengan kekuatan dan akar dan Tindakan dengan pecahan .
Jika Anda mencari solusi turunan dengan pangkat dan akar, yaitu, ketika fungsinya terlihat seperti , lalu ikuti pelajaran " Turunan jumlah pecahan dengan pangkat dan akar".
Jika Anda memiliki tugas seperti , maka Anda berada dalam pelajaran "Turunan dari fungsi trigonometri sederhana".
Contoh langkah demi langkah - cara menemukan turunannya
Contoh 3 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Kami menentukan bagian-bagian dari ekspresi fungsi: seluruh ekspresi mewakili produk, dan faktor-faktornya adalah jumlah, di mana salah satu suku mengandung faktor konstanta. Kami menerapkan aturan diferensiasi produk: turunan dari produk dua fungsi sama dengan jumlah produk dari masing-masing fungsi ini dan turunan dari yang lain:
Selanjutnya, kami menerapkan aturan diferensiasi jumlah: turunan dari jumlah aljabar fungsi sama dengan jumlah aljabar dari turunan fungsi ini. Dalam kasus kami, dalam setiap jumlah, istilah kedua dengan tanda minus. Dalam setiap penjumlahan, kita melihat variabel bebas, turunannya sama dengan satu, dan konstanta (angka), turunannya sama dengan nol. Jadi, "x" berubah menjadi satu, dan minus 5 - menjadi nol. Dalam ekspresi kedua, "x" dikalikan dengan 2, jadi kita kalikan dua dengan satuan yang sama dengan turunan dari "x". Kami mendapatkan nilai turunan berikut:
Kami mengganti turunan yang ditemukan ke dalam jumlah produk dan memperoleh turunan dari seluruh fungsi yang diperlukan oleh kondisi masalah:
Contoh 4 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Kita diminta untuk mencari turunan dari hasil bagi. Kami menerapkan rumus untuk membedakan hasil bagi: turunan dari hasil bagi dua fungsi sama dengan pecahan yang pembilangnya adalah perbedaan antara produk dari penyebut dan turunan dari pembilang dan pembilang dan turunan dari penyebut, dan penyebutnya adalah kuadrat dari pembilang sebelumnya. Kita mendapatkan:
Kita telah menemukan turunan dari faktor-faktor dalam pembilang pada Contoh 2. Jangan lupa juga bahwa hasil kali, yang merupakan faktor kedua dalam pembilang, diambil dengan tanda minus pada contoh saat ini:
Jika Anda mencari solusi untuk masalah seperti itu di mana Anda perlu menemukan turunan dari suatu fungsi, di mana ada tumpukan akar dan derajat yang kontinu, seperti, misalnya, lalu selamat datang di kelas "Turunan dari jumlah pecahan dengan kekuatan dan akar" .
Jika Anda perlu mempelajari lebih lanjut tentang turunan sinus, cosinus, garis singgung, dan fungsi trigonometri lainnya, yaitu ketika fungsi terlihat seperti , maka Anda memiliki pelajaran "Turunan fungsi trigonometri sederhana" .
Contoh 5 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Dalam fungsi ini, kita melihat produk, salah satu faktornya adalah akar kuadrat dari variabel independen, dengan turunan yang kita kenal dalam tabel turunan. Menurut aturan diferensiasi produk dan nilai tabular turunan dari akar kuadrat, kita mendapatkan:
Contoh 6 Tentukan turunan dari suatu fungsi
Keputusan. Dalam fungsi ini, kita melihat hasil bagi, yang dividennya merupakan akar kuadrat dari variabel bebas. Menurut aturan diferensiasi hasil bagi, yang kami ulangi dan terapkan dalam contoh 4, dan nilai tabular turunan dari akar kuadrat, kami mendapatkan:
Untuk menghilangkan pecahan pada pembilangnya, kalikan pembilang dan penyebutnya dengan .
Sangat tidak mungkin untuk memecahkan masalah fisika atau contoh dalam matematika tanpa pengetahuan tentang turunan dan metode untuk menghitungnya. Derivatif adalah salah satu konsep yang paling penting dari analisis matematika. Kami memutuskan untuk mencurahkan artikel hari ini untuk topik mendasar ini. Apa itu turunan, apa arti fisis dan geometrisnya, bagaimana cara menghitung turunan suatu fungsi? Semua pertanyaan ini dapat digabungkan menjadi satu: bagaimana memahami turunan?
Arti geometris dan fisik dari turunan
Biarkan ada fungsi f(x) , diberikan dalam beberapa interval (a,b) . Titik x dan x0 termasuk dalam interval ini. Ketika x berubah, fungsi itu sendiri berubah. Perubahan argumen - perbedaan nilainya x-x0 . Perbedaan ini ditulis sebagai delta x dan disebut kenaikan argumen. Perubahan atau kenaikan suatu fungsi adalah selisih antara nilai fungsi pada dua titik. Definisi turunan:
Turunan suatu fungsi di suatu titik adalah limit rasio kenaikan fungsi pada titik tertentu dengan kenaikan argumen ketika yang terakhir cenderung nol.
Jika tidak, dapat ditulis seperti ini:
Apa gunanya menemukan batas seperti itu? Tapi yang mana:
turunan suatu fungsi di suatu titik sama dengan garis singgung sudut antara sumbu OX dan garis singgung grafik fungsi di titik tertentu.
Arti fisis turunan: turunan waktu dari lintasan sama dengan kecepatan gerak lurus.
Memang, sejak masa sekolah, semua orang tahu bahwa kecepatan adalah jalur pribadi. x=f(t) dan waktu t . Kecepatan rata-rata selama periode waktu tertentu:
Untuk mengetahui kecepatan gerakan pada suatu waktu t0 Anda perlu menghitung batas:
Aturan satu: keluarkan konstanta
Konstanta tersebut dapat dikeluarkan dari tanda turunannya. Apalagi harus dilakukan. Saat memecahkan contoh dalam matematika, ambil sebagai aturan - jika Anda dapat menyederhanakan ekspresi, pastikan untuk menyederhanakan .
Contoh. Mari kita hitung turunannya:
Aturan dua: turunan dari jumlah fungsi
Turunan jumlah dua fungsi sama dengan jumlah turunan fungsi tersebut. Hal yang sama berlaku untuk turunan dari perbedaan fungsi.
Kami tidak akan memberikan bukti teorema ini, melainkan mempertimbangkan contoh praktis.
Cari turunan dari suatu fungsi:
Aturan tiga: turunan dari produk fungsi
Turunan produk dari dua fungsi yang dapat diturunkan dihitung dengan rumus:
Contoh: mencari turunan dari suatu fungsi:
Keputusan:
Di sini penting untuk mengatakan tentang perhitungan turunan dari fungsi kompleks. Turunan dari fungsi kompleks sama dengan produk turunan dari fungsi ini sehubungan dengan argumen antara dengan turunan dari argumen antara sehubungan dengan variabel bebas.
Dalam contoh di atas, kita menemukan ekspresi:
Dalam hal ini, argumen perantara adalah 8x pangkat lima. Untuk menghitung turunan dari ekspresi seperti itu, pertama-tama kita pertimbangkan turunan dari fungsi eksternal sehubungan dengan argumen antara, dan kemudian kalikan dengan turunan dari argumen antara itu sendiri sehubungan dengan variabel independen.
Aturan Empat: Turunan dari hasil bagi dua fungsi
Rumus untuk menentukan turunan dari hasil bagi dua fungsi:
Kami mencoba berbicara tentang turunan untuk boneka dari awal. Topik ini tidak sesederhana kedengarannya, jadi berhati-hatilah: sering ada jebakan dalam contoh, jadi berhati-hatilah saat menghitung turunan.
Jika ada pertanyaan tentang ini dan topik lainnya, Anda dapat menghubungi layanan siswa. Dalam waktu singkat, kami akan membantu Anda memecahkan kontrol yang paling sulit dan menangani tugas-tugas, bahkan jika Anda belum pernah berurusan dengan perhitungan turunan sebelumnya.
Dalam pelajaran ini kita akan belajar bagaimana menerapkan rumus dan aturan diferensiasi.
Contoh. Menemukan turunan dari fungsi.
1. y=x 7 +x 5 -x 4 +x 3 -x 2 +x-9. Menerapkan Aturan Saya, rumus 4, 2 dan 1. Kita mendapatkan:
y'=7x 6 +5x 4 -4x 3 +3x 2 -2x+1.
2. y=3x6 -2x+5. Kami memecahkan dengan cara yang sama, menggunakan rumus dan rumus yang sama 3.
y’=3∙6x 5 -2=18x 5 -2.
Menerapkan Aturan Saya, rumus 3, 5 dan 6 dan 1.
Menerapkan Aturan IV, rumus 5 dan 1 .
Pada contoh kelima, menurut aturan Saya turunan dari jumlah sama dengan jumlah dari turunan, dan kami baru saja menemukan turunan dari suku 1 (contoh 4 ), oleh karena itu, kita akan menemukan turunan ke-2 dan 3 istilah, dan untuk tanggal 1 istilahnya, kita bisa langsung menuliskan hasilnya.
Membedakan ke-2 dan 3 syarat sesuai rumus 4 . Untuk melakukan ini, kita mengubah akar dari derajat ketiga dan keempat dalam penyebut menjadi pangkat dengan eksponen negatif, dan kemudian, menurut 4 rumus, kami menemukan turunan dari kekuatan.
Lihat contoh ini dan hasilnya. Apakah Anda menangkap polanya? Bagus. Ini berarti bahwa kita memiliki formula baru dan dapat menambahkannya ke tabel turunan kita.
Mari selesaikan contoh keenam dan dapatkan satu formula lagi.
Kami menggunakan aturan IV dan rumus 4 . Kami mengurangi pecahan yang dihasilkan.
Kami melihat fungsi ini dan turunannya. Anda, tentu saja, memahami polanya dan siap menyebutkan rumusnya:
Belajar formula baru!
Contoh.
1. Cari kenaikan argumen dan kenaikan fungsi y= x2 jika nilai awal argumen adalah 4 , dan yang baru 4,01 .
Keputusan.
Nilai argumen baru x \u003d x 0 + x. Substitusikan data: 4.01=4+Δx, maka argumen bertambah =4,01-4=0,01. Kenaikan suatu fungsi, menurut definisi, sama dengan perbedaan antara nilai fungsi yang baru dan sebelumnya, mis. y \u003d f (x 0 + x) - f (x 0). Karena kita memiliki fungsi y=x2, kemudian \u003d (x 0 + x) 2 - (x 0) 2 \u003d (x 0) 2 + 2x 0 · x+(Δx) 2 - (x 0) 2 \u003d 2x 0 · x+(∆x) 2 =
2 · 4 · 0,01+(0,01) 2 =0,08+0,0001=0,0801.
Menjawab: penambahan argumen =0,01; peningkatan fungsi =0,0801.
Dimungkinkan untuk menemukan peningkatan fungsi dengan cara lain: y\u003d y (x 0 + x) -y (x 0) \u003d y (4.01) -y (4) \u003d 4.01 2 -4 2 \u003d 16.0801-16 \u003d 0,0801.
2. Tentukan sudut kemiringan garis singgung grafik fungsi y=f(x) pada intinya x 0, jika f "(x 0) \u003d 1.
Keputusan.
Nilai turunan pada titik kontak x 0 dan merupakan nilai tangen dari kemiringan tangen (makna geometris turunan). Kita punya: f "(x 0) \u003d tgα \u003d 1 → \u003d 45 °, sebagai tg45°=1.
Menjawab: garis singgung grafik fungsi ini membentuk sudut dengan arah positif sumbu Ox, sama dengan 45°.
3. Turunkan rumus turunan suatu fungsi y=xn.
Diferensiasi adalah tindakan menemukan turunan dari suatu fungsi.
Saat menemukan turunan, rumus yang digunakan adalah yang diturunkan berdasarkan definisi turunan, dengan cara yang sama seperti kita menurunkan rumus untuk derajat turunan: (x n)" = nx n-1.
Berikut adalah rumusnya.
Tabel turunan akan lebih mudah untuk menghafal dengan mengucapkan rumusan verbal:
1. Turunan dari suatu nilai konstanta adalah nol.
2. X stroke sama dengan satu.
3. Faktor konstanta dapat dikeluarkan dari tanda turunannya.
4. Turunan dari suatu derajat sama dengan produk dari eksponen derajat ini dengan derajat dengan basis yang sama, tetapi eksponennya kurang satu.
5. Turunan dari akar sama dengan satu dibagi dua dari akar yang sama.
6. Turunan persatuan dibagi x dikurangi satu dibagi x kuadrat.
7. Turunan sinus sama dengan cosinus.
8. Turunan cosinus sama dengan minus sinus.
9. Turunan dari garis singgung sama dengan satu dibagi dengan kuadrat kosinus.
10. Turunan dari kotangen dikurangi satu dibagi dengan kuadrat sinus.
Kami mengajar aturan diferensiasi.
1. Turunan jumlah aljabar sama dengan jumlah aljabar suku-suku turunan.
2. Turunan produk sama dengan produk turunan faktor pertama dengan faktor kedua ditambah produk faktor pertama dengan turunan faktor kedua.
3. Turunan dari "y" dibagi dengan "ve" sama dengan pecahan, di mana pembilangnya "y adalah guratan dikalikan dengan 've' dikurangi 'y, dikalikan dengan guratan', dan dalam penyebutnya - 've kuadrat ”.
4. Kasus khusus dari formula 3.
Mari belajar bersama!
Halaman 1 dari 1 1
Jika kita mengikuti definisi tersebut, maka turunan suatu fungsi di suatu titik adalah limit dari rasio kenaikan fungsi kamu dengan kenaikan argumen x:
Semuanya tampak jelas. Tapi coba hitung dengan rumus ini, katakanlah, turunan dari fungsi f(x) = x 2 + (2x+ 3) · e x dosa x. Jika Anda melakukan semuanya dengan definisi, maka setelah beberapa halaman perhitungan Anda hanya akan tertidur. Oleh karena itu, ada cara yang lebih sederhana dan efektif.
Untuk memulainya, kita perhatikan bahwa apa yang disebut fungsi dasar dapat dibedakan dari seluruh ragam fungsi. Ini adalah ekspresi yang relatif sederhana, yang turunannya telah lama dihitung dan dimasukkan ke dalam tabel. Fungsi-fungsi tersebut cukup mudah diingat, bersama dengan turunannya.
Turunan dari fungsi dasar
Fungsi dasar adalah semua yang tercantum di bawah ini. Turunan dari fungsi-fungsi tersebut harus hafal. Selain itu, tidak sulit untuk menghafalnya - itu sebabnya mereka masih sekolah dasar.
Jadi, turunan dari fungsi dasar:
Nama | Fungsi | Turunan |
Konstan | f(x) = C, C ∈ R | 0 (ya, ya, nol!) |
Derajat dengan eksponen rasional | f(x) = x n | n · x n − 1 |
sinus | f(x) = sin x | karena x |
Kosinus | f(x) = cos x | dosa x(dikurangi sinus) |
Garis singgung | f(x) = tg x | 1/co 2 x |
Kotangens | f(x) = ctg x | 1/sin2 x |
logaritma natural | f(x) = log x | 1/x |
logaritma arbitrer | f(x) = log sebuah x | 1/(x ln sebuah) |
Fungsi eksponensial | f(x) = e x | e x(Tidak ada yang berubah) |
Jika fungsi dasar dikalikan dengan konstanta sembarang, maka turunan dari fungsi baru juga mudah dihitung:
(C · f)’ = C · f ’.
Secara umum, konstanta dapat dikeluarkan dari tanda turunan. Sebagai contoh:
(2x 3)' = 2 ( x 3)' = 2 3 x 2 = 6x 2 .
Jelas, fungsi dasar dapat ditambahkan satu sama lain, dikalikan, dibagi, dan banyak lagi. Ini adalah bagaimana fungsi baru akan muncul, tidak lagi sangat mendasar, tetapi juga dapat dibedakan menurut aturan tertentu. Aturan-aturan ini dibahas di bawah ini.
Turunan jumlah dan selisih
Biarkan fungsi f(x) dan g(x), yang turunannya kita ketahui. Misalnya, Anda dapat mengambil fungsi dasar yang dibahas di atas. Kemudian Anda dapat menemukan turunan dari jumlah dan perbedaan dari fungsi-fungsi ini:
- (f + g)’ = f ’ + g ’
- (f − g)’ = f ’ − g ’
Jadi, turunan jumlah (selisih) dua fungsi sama dengan jumlah (selisih) turunannya. Mungkin ada lebih banyak istilah. Sebagai contoh, ( f + g + h)’ = f ’ + g ’ + h ’.
Sebenarnya, tidak ada konsep "pengurangan" dalam aljabar. Ada konsep "elemen negatif". Oleh karena itu, perbedaan f − g dapat ditulis ulang sebagai jumlah f+ (−1) g, dan kemudian hanya satu rumus yang tersisa - turunan dari jumlah tersebut.
f(x) = x 2 + sinx; g(x) = x 4 + 2x 2 − 3.
Fungsi f(x) adalah jumlah dari dua fungsi dasar, jadi:
f ’(x) = (x 2+ dosa x)’ = (x 2)' + (sin x)’ = 2x+ cox;
Kami berpendapat sama untuk fungsi g(x). Hanya saja sudah ada tiga istilah (dari sudut pandang aljabar):
g ’(x) = (x 4 + 2x 2 − 3)’ = (x 4 + 2x 2 + (−3))’ = (x 4)’ + (2x 2)’ + (−3)’ = 4x 3 + 4x + 0 = 4x · ( x 2 + 1).
Menjawab:
f ’(x) = 2x+ cox;
g ’(x) = 4x · ( x
2 + 1).
Turunan dari suatu produk
Matematika adalah ilmu yang logis, sehingga banyak orang percaya bahwa jika turunan dari jumlah sama dengan jumlah dari turunan, maka turunan dari produk memukul"\u003e sama dengan produk turunan. Tapi ara untuk Anda! Turunan produk dihitung menggunakan rumus yang sama sekali berbeda. Yaitu:
(f · g) ’ = f ’ · g + f · g ’
Rumusnya sederhana, tapi sering terlupakan. Dan tidak hanya anak sekolah, tetapi juga siswa. Hasilnya adalah masalah yang salah diselesaikan.
Tugas. Cari turunan fungsi: f(x) = x 3 kosx; g(x) = (x 2 + 7x 7) · e x .
Fungsi f(x) adalah produk dari dua fungsi dasar, jadi semuanya sederhana:
f ’(x) = (x 3 cos x)’ = (x 3)' karena x + x 3 (karena x)’ = 3x 2 karena x + x 3 (−sin x) = x 2 (3cos x − x dosa x)
Fungsi g(x) pengganda pertama sedikit lebih rumit, tetapi skema umum tidak berubah dari ini. Jelas, pengali pertama dari fungsi g(x) adalah polinomial, dan turunannya adalah turunan dari jumlah tersebut. Kita punya:
g ’(x) = ((x 2 + 7x 7) · e x)’ = (x 2 + 7x 7)' · e x + (x 2 + 7x 7) ( e x)’ = (2x+ 7) · e x + (x 2 + 7x 7) · e x = e x(2 x + 7 + x 2 + 7x −7) = (x 2 + 9x) · e x = x(x+ 9) · e x .
Menjawab:
f ’(x) = x 2 (3cos x − x dosa x);
g ’(x) = x(x+ 9) · e
x
.
Perhatikan bahwa pada langkah terakhir, turunan difaktorkan. Secara formal, ini tidak perlu, tetapi sebagian besar turunan tidak dihitung sendiri, tetapi untuk mengeksplorasi fungsinya. Artinya selanjutnya turunannya akan disamakan dengan nol, akan diketahui tanda-tandanya, dan seterusnya. Untuk kasus seperti itu, lebih baik memiliki ekspresi yang didekomposisi menjadi faktor.
Jika ada dua fungsi f(x) dan g(x), dan g(x) 0 pada himpunan yang menarik bagi kami, kami dapat mendefinisikan fungsi baru h(x) = f(x)/g(x). Untuk fungsi seperti itu, Anda juga dapat menemukan turunannya:
Tidak lemah, kan? Dari mana minusnya? Mengapa g 2? Tapi seperti ini! Ini adalah salah satu formula paling kompleks - Anda tidak dapat mengetahuinya tanpa botol. Karena itu, lebih baik mempelajarinya dengan contoh-contoh spesifik.
Tugas. Cari turunan fungsi:
Ada fungsi dasar dalam pembilang dan penyebut setiap pecahan, jadi yang kita butuhkan hanyalah rumus turunan dari hasil bagi:
Secara tradisi, kami memfaktorkan pembilangnya menjadi beberapa faktor - ini akan sangat menyederhanakan jawabannya:
Fungsi kompleks tidak harus berupa rumus yang panjangnya setengah kilometer. Misalnya, cukup untuk mengambil fungsi f(x) = sin x dan ganti variabel x, katakan, pada x 2+ln x. Ternyata f(x) = dosa ( x 2+ln x) adalah fungsi kompleks. Dia juga memiliki turunan, tetapi tidak akan berhasil menemukannya sesuai dengan aturan yang dibahas di atas.
Bagaimana menjadi? Dalam kasus seperti itu, penggantian variabel dan rumus turunan dari fungsi kompleks membantu:
f ’(x) = f ’(t) · t', jika x digantikan oleh t(x).
Sebagai aturan, situasi dengan pemahaman rumus ini bahkan lebih menyedihkan daripada dengan turunan dari hasil bagi. Oleh karena itu, lebih baik menjelaskannya dengan contoh-contoh spesifik, dengan penjelasan rinci dari setiap langkah.
Tugas. Cari turunan fungsi: f(x) = e 2x + 3 ; g(x) = dosa ( x 2+ln x)
Perhatikan bahwa jika dalam fungsi f(x) alih-alih ekspresi 2 x+ 3 akan mudah x, maka kita mendapatkan fungsi dasar f(x) = e x. Oleh karena itu, kami membuat substitusi: biarkan 2 x + 3 = t, f(x) = f(t) = e t. Kami mencari turunan dari fungsi kompleks dengan rumus:
f ’(x) = f ’(t) · t ’ = (e t)’ · t ’ = e t · t ’
Dan sekarang - perhatian! Melakukan substitusi terbalik: t = 2x+ 3. Kami mendapatkan:
f ’(x) = e t · t ’ = e 2x+ 3 (2 x + 3)’ = e 2x+ 3 2 = 2 e 2x + 3
Sekarang mari kita lihat fungsinya g(x). Jelas perlu diganti. x 2+ln x = t. Kita punya:
g ’(x) = g ’(t) · t' = (sin t)’ · t' = cos t · t ’
Penggantian terbalik: t = x 2+ln x. Kemudian:
g ’(x) = cos( x 2+ln x) · ( x 2+ln x)' = cos ( x 2+ln x) · (2 x + 1/x).
Itu saja! Seperti yang dapat dilihat dari ekspresi terakhir, seluruh masalah telah direduksi menjadi menghitung turunan dari jumlah tersebut.
Menjawab:
f ’(x) = 2 e
2x + 3 ;
g ’(x) = (2x + 1/x) karena( x 2+ln x).
Sangat sering dalam pelajaran saya, alih-alih istilah "turunan", saya menggunakan kata "goresan". Misalnya, jumlah pukulan sama dengan jumlah pukulan. Apakah itu lebih jelas? Itu bagus.
Dengan demikian, perhitungan turunan turun untuk menghilangkan pukulan ini sesuai dengan aturan yang dibahas di atas. Sebagai contoh terakhir, mari kembali ke pangkat turunan dengan eksponen rasional:
(x n)’ = n · x n − 1
Sedikit yang tahu itu dalam peran n mungkin bilangan pecahan. Misalnya, akarnya adalah x 0,5 . Tetapi bagaimana jika ada sesuatu yang rumit di bawah root? Sekali lagi, fungsi yang kompleks akan muncul - mereka suka memberikan konstruksi seperti itu dalam tes dan ujian.
Tugas. Cari turunan dari suatu fungsi:
Pertama, mari kita tulis ulang akarnya sebagai pangkat dengan eksponen rasional:
f(x) = (x 2 + 8x − 7) 0,5 .
Sekarang kita membuat substitusi: mari x 2 + 8x − 7 = t. Kami menemukan turunan dengan rumus:
f ’(x) = f ’(t) · t ’ = (t 0,5)' t' = 0,5 t 0,5 t ’.
Kami membuat substitusi terbalik: t = x 2 + 8x 7. Kami memiliki:
f ’(x) = 0,5 ( x 2 + 8x 7) 0,5 ( x 2 + 8x 7)' = 0,5 (2 x+ 8) ( x 2 + 8x − 7) −0,5 .
Akhirnya, kembali ke akar: