Производная функции, заданной неявно

Неявная функция-это функции f(x,y)=0, в которой переменные x и y расположены «вперемешку». Например, 4 . Причем никакими способами невозможно выразить «игрек» только через «икс».

Находить производную от функции, заданной неявно, в общем то, не так сложно! Все правила дифференцирования, таблица производных элементарных функций остаются в силе. Разница в одном своеобразном моменте, переменная у воспринимается как сложная функция.

Пример 1. Продифференцируем обе части выражение .

Решение.

=4 2 =

8x =0

Теперь сгруппируем элементы равенства и выразим выражение явно относительно производной y’:

8x =0 или

Таким образом, если предствить функцию в виде F(x.y)=0, то можно записать формулу производной в виде:

Пример 2.

Найти производную от функции, заданной неявно

Навешиваем штрихи на обе части:

Используем правила линейности:

Находим производные:

Раскрываем все скобки:

Переносим все слагаемые с  в левую часть, остальные – в правую часть:

В левой части выносим  за скобку:

Окончательный ответ:

Правило Лопиталя для нахождения предела функции.

1. Теорема. Предел отношения двух бесконечно малых или бесконечно больших функций равен пределу отношения их производных (конечному или бесконечному), если последний существует в указанном смысле. т.е. при раскрытии неопределенностей вида или  можно использовать формулу: . Пример.

= =  Пример: Найти предел .

Как видно, при попытке непосредственного вычисления предела получается неопределенность вида . Функции, входящие в числитель и знаменатель дроби удовлетворяют требованиям теоремы Лопиталя.

f(x) = 2x + ; g(x) = e^x;

;

Пример: Найти предел .

; ;

.

Если при решении примера после применения правила Лопиталя попытка вычислить предел опять приводит к неопределенности, то правило Лопиталя может быть применено второй раз, третий и т.д. пока не будет получен результат. Естественно, это возможно только в том случае, если вновь полученные функции в свою очередь удовлетворяют требованиям теоремы Лопиталя.

Пример: Найти предел .

; ;

; ;

; ;

Следует отметить, что правило Лопиталя – всего лишь один из способов вычисления пределов. Часто в конкретном примере наряду с правилом Лопиталя может быть использован и какой – либо другой метод (замена переменных, домножение и др.).

Пример: Найти предел .

; ;

- опять получилась неопределенность. Применим правило Лопиталя еще раз.

; ;

- применяем правило Лопиталя еще раз.

; ;

;

Неопределенности вида можно раскрыть с помощью логарифмирования. Такие неопределенности встречаются при нахождении пределов функций вида , f(x)>0 вблизи точки а при ха. Для нахождения предела такой функции достаточно найти предел функции lny = g(x)lnf(x).

Пример: Найти предел .

Здесь y = x^x, lny = xlnx.

Тогда .

Следовательно

Пример: Найти предел .

; - получили неопределенность. Применяем правило Лопиталя еще раз.

; ;