Bármely függvény származékának megtalálásához mindössze három fogalmat kell elsajátítania:
2. A megkülönböztetés szabályai.
3. Komplex függvény deriváltja.
Pontosan ebben a sorrendben. Ez egy tipp.)
Természetesen jó lenne, ha lenne elképzelésünk a származékokról általában). Az előző leckében világosan elmagyarázzuk, hogy mi az a származék, és hogyan kell dolgozni a származékok táblázatával. Itt a megkülönböztetés szabályaival fogunk foglalkozni.
A differenciálás a derivált megtalálásának művelete. Nincs több rejtve e kifejezés mögött. Azok. kifejezéseket "keresse meg egy függvény deriváltját"És "megkülönböztet egy függvényt"- Ez ugyanaz.
Kifejezés "a megkülönböztetés szabályai" a származék megtalálására utal aritmetikai műveletekből. Ez a megértés sokat segít abban, hogy elkerülje a fejedben a zavart.
Koncentráljunk és emlékezzünk minden, minden, minden számtani műveletre. Négy van belőlük). Összeadás (összeg), kivonás (különbség), szorzás (szorzat) és osztás (hányados). Íme, a megkülönböztetés szabályai:
A tányér mutatja öt szabályait négy aritmetikai műveletek. Nem lettem lerövidítve.) Csak a 4. szabály a 3. szabály elemi következménye. De annyira népszerű, hogy van értelme önálló képletként írni (és emlékezni!).
A megnevezések alatt UÉs V néhány (abszolút bármilyen!) függvény beletartozik U(x)És V(x).
Nézzünk néhány példát. Először is - a legegyszerűbbek.
Keresse meg az y=sinx - x 2 függvény deriváltját
Itt van különbség két elemi függvény. Alkalmazzuk a 2. szabályt. Feltételezzük, hogy a sinx függvény U, és x 2 a függvény V. Nekünk van minden jogotír:
y" = (sinx - x 2)" = (sinx)"- (x 2)"
Ez jobb, igaz?) Csak meg kell keresni x szinuszának és négyzetének deriváltját. Ehhez van egy derivatív táblázat. Csak a táblázatban keressük meg a szükséges függvényeket ( sinxÉs x 2), nézd meg, milyen származékai vannak, és írd le a választ:
y" = (sinx)" - (x 2)" = cosx - 2x
Ez minden. Az összegdifferenciálás 1. szabálya pontosan ugyanígy működik.
Mi van, ha több kifejezésünk van? Nem nagy ügy.) A függvényt tagokra bontjuk, és minden tag származékát a többitől függetlenül keressük. Például:
Keresse meg az y=sinx - x 2 +cosx - x +3 függvény deriváltját
Bátran írjuk:
y" = (sinx)" - (x 2)" + (cosx)" - (x)" + (3)"
A lecke végén tippeket adok az élet megkönnyítésére a megkülönböztetés során.)
1. A megkülönböztetés előtt nézze meg, hogy lehetséges-e az eredeti függvény egyszerűsítése.
2. Bonyolult példákban részletesen leírjuk a megoldást, minden zárójellel és kötőjellel.
3. A nevezőben állandó számmal rendelkező törtek megkülönböztetésekor az osztást szorzássá alakítjuk és a 4. szabályt használjuk.
A derivált megtalálásának műveletét differenciálásnak nevezzük.
A legegyszerűbb (és nem túl egyszerű) függvények deriváltjainak megtalálási problémáinak megoldása eredményeként úgy, hogy a deriváltot a növekmény és az argumentum növekmény arányának határaként határoztuk meg, megjelent egy derivált táblázat, és pontosan. bizonyos szabályokat különbségtétel. A származékok keresésének területén elsőként Isaac Newton (1643-1727) és Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) dolgozott.
Ezért napjainkban ahhoz, hogy bármely függvény deriváltját megtaláljuk, nem kell kiszámítani a függvény növekményének és az argumentum növekményének arányának fent említett határát, hanem csak a táblázatot kell használni. származékai és a differenciálás szabályai. A derivált megtalálására a következő algoritmus alkalmas.
A származék megtalálásához, szükséged van egy kifejezésre a prímjel alá egyszerű függvényeket komponensekre bontaniés meghatározza, hogy milyen lépéseket (termék, összeg, hányados) ezek a funkciók összefüggenek. Ezután az elemi függvények deriváltjait a derivált táblázatban, a szorzat, az összeg és a hányados származékainak képleteit pedig a differenciálás szabályaiban találjuk. A derivált táblázatot és a differenciálási szabályokat az első két példa után adjuk meg.
1. példa Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. A differenciálás szabályaiból megtudjuk, hogy egy függvényösszeg deriváltja a függvények deriváltjainak összege, azaz.
A derivált táblázatból megtudjuk, hogy "x" deriváltja egyenlő eggyel, a szinusz deriváltja pedig koszinusszal. Ezeket az értékeket behelyettesítjük a deriváltak összegébe, és megkeressük a probléma feltételéhez szükséges deriváltot:
2. példa Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. Egy olyan összeg származékaként differenciálunk, amelyben a második tag állandó tényezője kivehető a derivált előjelből:
Ha továbbra is kérdések merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy valami honnan származik, azokat rendszerint tisztázzuk, miután megismerkedtünk a származékok táblázatával és a differenciálás legegyszerűbb szabályaival. Jelenleg rájuk megyünk.
1. Állandó (szám) származéka. Bármely szám (1, 2, 5, 200...), amely a függvénykifejezésben szerepel. Mindig egyenlő nullával. Ezt nagyon fontos megjegyezni, mivel nagyon gyakran van rá szükség | |
2. A független változó származéka. Leggyakrabban "X". Mindig egyenlő eggyel. Ezt is fontos sokáig emlékezni | |
3. Végzettség származéka. A feladatok megoldása során a nem négyzetgyököket hatványokká kell konvertálnia. | |
4. Változó deriváltja a -1 hatványra | |
5. Származék négyzetgyök | |
6. A szinusz származéka | |
7. A koszinusz származéka | ![]() |
8. Az érintő származéka | ![]() |
9. A kotangens származéka | ![]() |
10. Az arcszinus származéka | ![]() |
11. Arccosine származéka | ![]() |
12. Arktangens származéka | ![]() |
13. Az ívkotangens származéka | ![]() |
14. A természetes logaritmus deriváltja | |
15. Logaritmikus függvény deriváltja | ![]() |
16. A kitevő származéka | |
17. Exponenciális függvény deriváltja |
1. Összeg vagy különbözet származéka | ![]() |
2. A termék származéka | ![]() |
2a. Egy kifejezés származéka szorozva egy állandó tényezővel | |
3. A hányados származéka | ![]() |
4. Komplex függvény deriváltja | ![]() |
1. szabályHa a funkciók
egy ponton differenciálhatók, akkor a függvények ugyanazon a ponton differenciálhatók
és
azok. a függvények algebrai összegének deriváltja egyenlő algebrai összeg ezeknek a függvényeknek a származékai.
Következmény. Ha két differenciálható függvény egy állandó taggal különbözik, akkor deriváltjaik egyenlőek, azaz
2. szabályHa a funkciók
egy ponton differenciálhatóak, akkor a termékük ugyanazon a ponton differenciálható
és
azok. Két függvény szorzatának deriváltja egyenlő ezen függvények szorzatának és a másik függvény szorzatának összegével.
Következmény 1. A konstans tényező kivehető a derivált előjeléből:
Következmény 2. Több differenciálható függvény szorzatának deriváltja egyenlő az egyes tényezők és az összes többi derivált szorzatának összegével.
Például három szorzóhoz:
3. szabály.Ha a funkciók
egy bizonyos ponton megkülönböztethető És , akkor ezen a ponton a hányadosuk is differenciálhatóu/v , és
azok. két függvény hányadosának deriváltja egyenlő egy törttel, amelynek számlálója a nevező és a számláló deriváltja, valamint a számláló és a nevező deriváltja szorzatának különbsége, a nevezője pedig a nevező négyzete. az egykori számláló.
Hol lehet keresni a dolgokat más oldalakon
Amikor egy szorzat származékát és hányadosát találjuk meg valódi problémákat Mindig több differenciálási szabályt kell egyszerre alkalmazni, ezért a cikkben több példa található ezekre a származékokra"A szorzat származéka és a függvények hányadosa".
Megjegyzés. Nem szabad összekeverni a konstanst (vagyis egy számot) összegben szereplő tagként és állandó tényezőként! Egy tag esetén a deriváltja egyenlő nullával, állandó tényező esetén pedig kikerül a származékok előjeléből. Ez tipikus hiba, amely a kezdeti szakaszban származékokat tanulmányozva, hanem ahogy több egy- és kétrészes példát is megoldunk átlagos tanuló már nem követi el ezt a hibát.
És ha egy termék vagy hányados megkülönböztetésekor van egy kifejezés u"v, amiben u- egy szám, például 2 vagy 5, azaz egy állandó, akkor ennek a számnak a deriváltja nulla lesz, és ezért a teljes tag nulla lesz (ezt az esetet a 10. példa tárgyalja).
Egyéb gyakori hiba - mechanikus megoldás komplex függvény deriváltja egyszerű függvény deriváltjaként. Ezért komplex függvény deriváltja külön cikket szentelünk. De először megtanuljuk a származékokat találni egyszerű funkciók.
Útközben nem nélkülözheti a kifejezések átalakítását. Ehhez előfordulhat, hogy új ablakban kell megnyitnia a kézikönyvet. Erőkkel és gyökerekkel rendelkező cselekvésekÉs Műveletek törtekkel .
Ha megoldásokat keres a hatványokkal és gyökökkel rendelkező törtek származékaira, vagyis amikor a függvény így néz ki , majd kövesse a „Hatványokkal és gyökökkel rendelkező törtek összegeinek származéka” című leckét.
Ha olyan feladatod van, mint pl , akkor felveszi az „Egyszerű trigonometrikus függvények származékai” leckét.
3. példa Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. Meghatározzuk a függvénykifejezés részeit: a teljes kifejezés egy szorzatot reprezentál, faktorai pedig összegek, amelyek közül a másodikban az egyik tag konstans tényezőt tartalmaz. Alkalmazzuk a szorzatdifferenciálási szabályt: két függvény szorzatának deriváltja egyenlő ezen függvények szorzatainak összegével a másik függvény deriváltjával:
Ezután alkalmazzuk az összeg differenciálásának szabályát: a függvények algebrai összegének deriváltja egyenlő ezen függvények deriváltjainak algebrai összegével. Esetünkben minden összegben a második tagnak mínusz előjele van. Minden összegben látunk egy független változót, amelynek deriváltja eggyel, és egy állandót (számot), amelynek deriváltja nulla. Tehát az „X” egy lesz, a mínusz 5 pedig nullává. A második kifejezésben az "x"-t megszorozzuk 2-vel, így kettőt megszorozunk ugyanazzal az egységgel, mint az "x" deriváltja. A származékok következő értékeit kapjuk:
A talált deriváltokat behelyettesítjük a szorzatok összegébe, és megkapjuk a probléma feltétele által megkövetelt teljes függvény deriváltját:
4. példa Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. Meg kell találnunk a hányados deriváltját. A hányados differenciálására a képletet alkalmazzuk: két függvény hányadosának deriváltja egyenlő egy törttel, amelynek számlálója a nevező és a számláló deriváltja és a számláló szorzata és a számláló származéka közötti különbség. nevező, a nevező pedig az előbbi számláló négyzete. Kapunk:
A 2. példában már megtaláltuk a számlálóban szereplő tényezők deriváltját. Ne felejtsük el azt sem, hogy a szorzatot, amely az aktuális példában a számláló második tényezője, mínuszjellel vesszük:
Ha olyan problémákra keres megoldást, amelyekben meg kell találnia egy függvény deriváltját, ahol a gyökök és hatványok folytonos halmaza van, mint pl. , akkor üdv az órán "Hatványokkal és gyökökkel rendelkező törtek összegeinek származéka" .
Ha többet szeretne megtudni a szinuszok, koszinuszok, érintők és mások származékairól trigonometrikus függvények, vagyis amikor a függvény úgy néz ki , akkor egy lecke neked "Egyszerű trigonometrikus függvények származékai" .
5. példa Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. Ebben a függvényben egy szorzatot látunk, melynek egyik tényezője a független változó négyzetgyöke, amelynek deriváltját a derivált táblázatban ismerkedtünk meg. A termék megkülönböztetésének szabálya szerint és táblázat értéke a négyzetgyök származékát kapjuk:
6. példa. Keresse meg egy függvény deriváltját
Megoldás. Ebben a függvényben egy olyan hányadost látunk, amelynek osztaléka a független változó négyzetgyöke. A 4. példában megismételt és alkalmazott hányadosok differenciálási szabályát, valamint a négyzetgyök deriváltjának táblázatos értékét felhasználva megkapjuk.
A származékának megtalálásának problémája adott funkciót a matematika egyik fő kurzusa Gimnáziumés magasabban oktatási intézmények. Lehetetlen teljesen feltárni egy függvényt és megszerkeszteni a gráfját a deriváltja nélkül. Egy függvény deriváltja könnyen megtalálható, ha ismeri a differenciálás alapvető szabályait, valamint az alapfüggvények deriváltjainak táblázatát. Nézzük meg, hogyan találjuk meg egy függvény deriváltját.
A függvény deriváltja a függvény növekménye és az argumentum növekménye arányának határa, amikor az argumentum növekménye nullára hajlik.
Ennek a definíciónak a megértése meglehetősen nehéz, mivel a határ fogalmát az iskolában nem tanulják teljesen. De ahhoz, hogy különféle függvények deriváltjait megtaláljuk, nem szükséges megérteni a definíciót, hagyjuk a matematikusokra, és folytassuk a derivált megtalálását.
A derivált megtalálásának folyamatát differenciálásnak nevezzük. Amikor megkülönböztetünk egy függvényt, új függvényt kapunk.
Jelölésükre fogjuk használni leveleket f, g stb.
A származékokra sokféle jelölés létezik. A stroke-ot fogjuk használni. Például a g" írás azt jelenti, hogy megtaláljuk a g függvény deriváltját.
Annak érdekében, hogy megválaszoljuk a derivált megtalálásának kérdését, szükség van a fő függvények deriváltjainak táblázatára. Az elemi függvények deriváltjainak kiszámításához nem szükséges végrehajtani összetett számítások. Elég csak megnézni az értékét a származékos táblázatban.
Látjuk, hogy ez állandó. A derivált táblázatból ismert, hogy egy állandó deriváltja nullával egyenlő (1. képlet).
Ez teljesítmény funkció amelynek kitevője 100, és a deriváltjának megtalálásához meg kell szorozni a függvényt a kitevővel és csökkenteni kell 1-gyel (3. képlet).
(x 100)"=100 x 99
Ez exponenciális függvény, számítsuk ki a származékát a 4-es képlet segítségével.
A logaritmus deriváltját a 7-es képlet segítségével találjuk meg.
(log 4 x)"=1/x ln 4
Most nézzük meg, hogyan találjuk meg egy függvény deriváltját, ha nem szerepel a táblázatban. A legtöbb vizsgált függvény nem elemi, hanem elemi függvények kombinációja egyszerű műveletek (összeadás, kivonás, szorzás, osztás és számmal való szorzás) segítségével. A származékaik megtalálásához ismerni kell a differenciálás szabályait. Az alábbiakban az f és g betűk függvényeket jelölnek, a C pedig egy állandót.
Kiveszünk egy állandó 6-os tényezőt, és csak x 4-et különböztetünk meg. Ez egy hatványfüggvény, amelynek deriváltját a deriválttáblázat 3. képletével találjuk meg.
(6*x8)" = 6*(x8)"=6*8*x7 =48*x7
(f + g)"=f" + g"
Egy függvény két függvény összege, amelyek származékait a táblázatból megtaláljuk. Mivel (x 100)"=100 x 99 és (sin x)"=cos x. Az összeg deriváltja egyenlő lesz a következő származékok összegével:
(x 100 +sin x)"= 100 x 99 + cos x
(f – g)"=f" – g"
Ez a függvény két függvény különbsége, amelyek származékait szintén megtaláljuk a táblázatban. Ekkor a különbség deriváltja egyenlő a deriváltak különbségével, és ne felejtsük el megváltoztatni az előjelet, mivel (cos x)"= – sin x.
(x 100 – cos x)"= 100 x 99 + sin x
Ennek a függvénynek van összege és különbsége is, keressük meg az egyes tagok származékait:
(e x)"=e x, (tg x)"=1/cos 2 x, (x 2)"=2 x. Ezután a derivált eredeti funkció egyenlő:
(e x +tg x– x 2)"= e x +1/cos 2 x –2 x
(f * g)"=f" * g + f * g"
Ehhez először meg kell keresni az egyes tényezők deriváltját (cos x)"=–sin x és (e x)"=e x. Most pótoljunk mindent a termékképletbe. Az első függvény deriváltját megszorozzuk a másodikkal, és összeadjuk az első függvény szorzatát a második deriváltjával.
(cos x* e x)"= e x cos x – e x *sin x
(f / g)"= f" * g – f * g"/ g 2
A hányados deriváltjának megtalálásához először külön keressük meg a számláló és a nevező deriváltját: (x 50)"=50 x 49 és (sin x)"= cos x. A hányados deriváltját behelyettesítve a képletbe, a következőt kapjuk:
(x 50 /sin x)"= 50x49 *sin x – x 50 *cos x/sin 2 x
Az összetett függvény olyan függvény, amelyet több függvény összetétele képvisel. Van egy szabály az összetett függvény deriváltjának megtalálására is:
(u (v))"=u"(v)*v"
Nézzük meg, hogyan találjuk meg egy ilyen függvény deriváltját. Legyen y= u(v(x)) komplex függvény. Nevezzük az u függvényt külsőnek, v - belsőnek.
Például:
y=sin (x 3) egy összetett függvény.
Ekkor y=sin(t) egy külső függvény
t=x 3 - belső.
Próbáljuk meg kiszámítani ennek a függvénynek a deriváltját. A képlet szerint meg kell szorozni a belső és a külső függvények deriváltjait.
(sin t)"=cos (t) - a külső függvény deriváltja (ahol t=x 3)
(x 3)"=3x 2 - a belső függvény deriváltja
Ekkor (sin (x 3))"= cos (x 3)* 3x 2 egy komplex függvény deriváltja.
Ha követi a definíciót, akkor egy függvény deriváltja egy pontban a Δ függvény növekményének a határa. y a Δ argumentumnövekményhez x:
Úgy tűnik, minden világos. De próbálja meg ezzel a képlettel kiszámítani, mondjuk, a függvény deriváltját f(x) = x 2 + (2x+ 3) · e x bűn x. Ha mindent definíció szerint csinálsz, akkor néhány oldalas számítás után egyszerűen elalszol. Ezért vannak egyszerűbb és hatékonyabb módszerek.
Először is megjegyezzük, hogy a függvények teljes választékából megkülönböztethetjük az úgynevezett elemi függvényeket. Ez relatív egyszerű kifejezések, amelynek származékait régóta számítják és felsorolják a táblázatban. Az ilyen függvényeket nagyon könnyű megjegyezni – származékaikkal együtt.
Az elemi függvények az alábbiakban felsoroltak. Ezeknek a függvényeknek a származékait fejből kell tudni. Sőt, egyáltalán nem nehéz megjegyezni őket - ezért elemiek.
Tehát az elemi függvények származékai:
Név | Funkció | Derivált |
Állandó | f(x) = C, C ∈ R | 0 (igen, nulla!) |
Hatvány racionális kitevővel | f(x) = x n | n · x n − 1 |
Sinus | f(x) = bűn x | kötözősaláta x |
Koszinusz | f(x) = cos x | −sin x(mínusz szinusz) |
Tangens | f(x) = tg x | 1/cos 2 x |
Kotangens | f(x) = ctg x | − 1/sin 2 x |
Természetes logaritmus | f(x) = log x | 1/x |
Önkényes logaritmus | f(x) = log a x | 1/(x ln a) |
Exponenciális függvény | f(x) = e x | e x(nem változott semmi) |
Ha egy elemi függvényt megszorozunk egy tetszőleges állandóval, akkor az új függvény deriváltja is könnyen kiszámítható:
(C · f)’ = C · f ’.
Általában az állandók kivehetők a derivált előjeléből. Például:
(2x 3)' = 2 · ( x 3) = 2 3 x 2 = 6x 2 .
Nyilvánvalóan az elemi függvények összeadhatók, szorozhatók, oszthatók – és még sok más. Így jelennek meg az új funkciók, amelyek már nem különösebben elemiek, de a tekintetben is megkülönböztethetők bizonyos szabályokat. Ezeket a szabályokat az alábbiakban tárgyaljuk.
Legyenek adottak a függvények f(x) És g(x), amelynek származékait ismerjük. Például vehetjük a fentebb tárgyalt elemi függvényeket. Ezután megtalálhatja ezen függvények összegének és különbségének deriváltját:
Tehát két függvény összegének (különbségének) deriváltja egyenlő a deriváltak összegével (különbségével). Több kifejezés is lehet. Például, ( f + g + h)’ = f ’ + g ’ + h ’.
Szigorúan véve az algebrában nincs a „kivonás” fogalma. Létezik a „negatív elem” fogalma. Ezért a különbség f − gösszegként átírható f+ (-1) g, és akkor már csak egy képlet marad - az összeg deriváltja.
f(x) = x 2 + sin x; g(x) = x 4 + 2x 2 − 3.
Funkció f(x) két elemi függvény összege, ezért:
f ’(x) = (x 2 + bűn x)’ = (x 2)’ + (bűn x)’ = 2x+ cos x;
Hasonlóan indokoljuk a funkciót g(x). Csak már három tag van (az algebra szempontjából):
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).
Válasz:
f ’(x) = 2x+ cos x;
g ’(x) = 4x · ( x
2 + 1).
A matematika logikai tudomány, ezért sokan úgy gondolják, hogy ha egy összeg deriváltja egyenlő a deriváltok összegével, akkor a szorzat deriváltja sztrájk">egyenlő a származékok szorzatával. De bassza meg! Egy szorzat deriváltját egy teljesen más képlettel számítják ki.
(f · g) ’ = f ’ · g + f · g ’
A képlet egyszerű, de gyakran elfelejtik. És nem csak iskolások, hanem diákok is. Az eredmény helytelenül megoldott problémák.
Feladat. Keresse meg a függvények származékait: f(x) = x 3 cos x; g(x) = (x 2 + 7x− 7) · e x .
Funkció f(x) két elemi függvény szorzata, tehát minden egyszerű:
f ’(x) = (x 3 cos x)’ = (x 3)’ cos x + x 3 (cos x)’ = 3x 2 cos x + x 3 (- sin x) = x 2 (3 cos x − x bűn x)
Funkció g(x) az első tényező egy kicsit bonyolultabb, de általános séma ez nem változik. Nyilvánvalóan a függvény első tényezője g(x) egy polinom, deriváltja pedig az összeg deriváltja. Nekünk van:
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 .
Válasz:
f ’(x) = x 2 (3 cos x − x bűn x);
g ’(x) = x(x+ 9) · e
x
.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy az utolsó lépésben a derivált faktorizálásra kerül. Formálisan ezt nem kell megtenni, de a legtöbb derivált nem önmagában számít, hanem a függvény vizsgálatára. Ez azt jelenti, hogy a továbbiakban a derivált nullával lesz egyenlő, előjelei meghatározásra kerülnek, és így tovább. Ilyen esetben jobb, ha egy kifejezést faktorizált.
Ha két funkció van f(x) És g(x), és g(x) ≠ 0 azon a halmazon, amelyre kíváncsiak vagyunk, új függvényt definiálhatunk h(x) = f(x)/g(x). Egy ilyen függvényhez a derivált is megtalálható:
Nem gyenge, mi? Honnan jött a mínusz? Miért g 2? És így! Ez az egyik legtöbb összetett képletek- Palack nélkül nem tudod kitalálni. Ezért jobb, ha tanulmányozzuk a konkrét példák.
Feladat. Keresse meg a függvények deriváltjait:
Minden tört számlálója és nevezője elemi függvényeket tartalmaz, így csak a hányados derivált képletére van szükségünk:
A hagyomány szerint tizedeljük a számlálót – ez nagyban leegyszerűsíti a választ:
Egy összetett függvény nem feltétlenül egy fél kilométer hosszú képlet. Például elég a függvényt venni f(x) = bűn xés cserélje ki a változót x, mondjuk, be x 2 + ln x. Meg fog menni f(x) = bűn ( x 2 + ln x) - ez egy összetett függvény. Ennek is van származéka, de a fent tárgyalt szabályok alapján nem lehet megtalálni.
Mit kellene tennem? Ilyen esetekben egy összetett függvény deriváltjának változó és képlet lecserélése segít:
f ’(x) = f ’(t) · t', Ha x helyettesíti t(x).
A képlet megértésével általában még szomorúbb a helyzet, mint a hányados származékával. Ezért is célszerű konkrét példákkal magyarázni, azzal Részletes leírás minden lépés.
Feladat. Keresse meg a függvények származékait: f(x) = e 2x + 3 ; g(x) = bűn ( x 2 + ln x)
Vegye figyelembe, hogy ha a függvényben f(x) a 2. kifejezés helyett x+3 könnyű lesz x, akkor menni fog elemi funkció f(x) = e x. Ezért cserét végzünk: legyen 2 x + 3 = t, f(x) = f(t) = e t. Egy komplex függvény deriváltját a következő képlettel keressük:
f ’(x) = f ’(t) · t ’ = (e t)’ · t ’ = e t · t ’
És most - figyelem! A fordított cserét végezzük: t = 2x+ 3. Kapjuk:
f ’(x) = e t · t ’ = e 2x+ 3 (2 x + 3)’ = e 2x+ 3 2 = 2 e 2x + 3
Most nézzük a függvényt g(x). Nyilván cserélni kell x 2 + ln x = t. Nekünk van:
g ’(x) = g ’(t) · t’ = (bűn t)’ · t' = cos t · t ’
Fordított csere: t = x 2 + ln x. Akkor:
g ’(x) = cos ( x 2 + ln x) · ( x 2 + ln x)' = cos ( x 2 + ln x) · (2 x + 1/x).
Ez minden! Amint az abból látható utolsó kifejezés, az egész probléma a derivált összeg kiszámítására redukálódott.
Válasz:
f ’(x) = 2 · e
2x + 3 ;
g ’(x) = (2x + 1/x) cos ( x 2 + ln x).
Az órákon nagyon gyakran a „származék” kifejezés helyett a „prím” szót használom. Például egy prím az összegből egyenlő az összeggelütések. Így világosabb? Hát az jó.
Így a derivált kiszámítása az ugyanazon ütésektől való megszabaduláshoz vezet a fent tárgyalt szabályok szerint. Mint utolsó példa Térjünk vissza a derivált hatványhoz racionális kitevővel:
(x n)’ = n · x n − 1
Ezt kevesen tudják a szerepben n jól cselekedhet törtszám. Például a gyökér az x 0.5. Mi van, ha valami díszes van a gyökér alatt? Az eredmény ismét egy összetett funkció lesz – szeretnek ilyen konstrukciókat adni tesztekés vizsgák.
Feladat. Keresse meg a függvény deriváltját:
Először is írjuk át a gyököt hatványként racionális kitevővel:
f(x) = (x 2 + 8x − 7) 0,5 .
Most csinálunk egy cserét: hagyjuk x 2 + 8x − 7 = t. A származékot a következő képlettel találjuk meg:
f ’(x) = f ’(t) · t ’ = (t 0,5)” · t' = 0,5 · t–0,5 · t ’.
Végezzük el a fordított cserét: t = x 2 + 8x− 7. Van:
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 .
Végül vissza a gyökerekhez: