- •1.Комплексные числа: основные понятия. Геометрическое изображение. Алгебраическая и тригонометрическая формы записи комплексных чисел.
- •2.Арифметические действия над комплексными числами. (сложение-вычитание, умножение, деление.
- •4.Предел функции, основные теоремы о пределах. Два замечательных предела. Бесконечно малые и бесконечно большие функции.
- •5.Непрерывность функции: непрерывность функции в точке, в интервале и на отрезке, точки разрыва функции и их классификация, основные теоремы о непрерывных функциях, непрерывность элементарных функций.
- •6.Производная функции, ее физический и геометрический смысл. Уравнение касательной.
- •Логарифмическое дифференцирование. Для функций вида для упрощения нахождения производной рациональнее использовать логарифмическое дифференцирование.
- •8.Дифференциал функции, его аналитический и геометрический смысл. Применение дифференциала для приближенных вычислений.
- •9.Дифференциальные теоремы о среднем (теоремы Ролля, Лагранжа).
6.Производная функции, ее физический и геометрический смысл. Уравнение касательной.
Производная. Рассмотрим
некоторую функцию y=f(x)
в двух точках x0 и x0+
:f(x0)
и f(x0+
)
Здесь через
обозначено некоторое малое изменение
аргумента, называемое приращением
аргумента;
соответственно разность между
двумя значениями функции: f(x0+
) - f(x0) называется
приращением
функции. Производной функции y=f(x)
в точке x0 называется
предел:
Если этот предел существует, то функция f(x) называется дифференцируемой в точке x0. Производная функции f(x) обозначается так:
Геометрический смысл производной. Рассмотрим график функции y=f(x):
Из рис.1 видно, что для любых двух точек A и B графика функции:
где
- угол
наклона секущей AB.
Таким образом, разностное отношение равно угловому коэффициенту секущей. Если зафиксировать точку A и двигать по направлению к ней точку B, то неограниченно уменьшается и приближается к 0, а секущая АВ приближается к касательной АС. Следовательно, предел разностного отношения равен угловому коэффициенту касательной в точке A. Отсюда следует: производная функции в точке есть угловой коэффициент касательной к графику этой функции в этой точке
Уравнение касательной. Выведем уравнение касательной к графику функции в точке A (x0, f(x0)). В общем случае уравнение прямой с угловым коэффициентом f ’( x0 ) имеет вид: y = f ’( x0 ) · x + b .
Чтобы найти b, воспользуемся тем, что касательная проходит через точку A: f(x0)=f ’(x0)·x0+b,
отсюда, b=f(x0)–f ’(x0)·x0, и подставляя это выражение вместо b, мы получим уравнение касательной:
y = f ( x0 ) + f ’( x0 ) · ( x – x0 ) .
Механический
смысл производной. Рассмотрим
простейший случай: движение материальной
точки вдоль координатной оси, причём
закон движения задан: координата x
движущейся точки – известная
функция x(t)
времени t.
В течение
интервала времени от t0
до t0+
точка
перемещается на расстояние: x(t0+
)-x(t0)=
,
а её средняя
скорость равна:
va=
/
. При
0
значение средней скорости стремится к
определённой величине, которая
называется мгновенной
скоростью v(t0)
материальной точки в момент времени t0 .
Но по определению производной мы имеем:
отсюда,
v(t0)=x’(t0), т.e. скорость
– это производная координаты по времени
Аналогично, ускорение
– это производная скорости по
времени: a=v’(t).
7.Производная сложной функции. Логарифмическое дифференцирование. Производная неявной функции. Дифференцирование параметрической функции.
Функции
сложного вида не совсем корректно
называть термином «сложная функция».
К примеру,
смотрится
очень внушительно, но сложной эта функция
не является, в отличие от
.
Сложная функция – это функция, аргументом которой также является функция.
С нашей точки зрения, это определение наиболее понятно. Условно можно обозначать как f(g(x)). То есть, g(x) как бы аргумент функции f(g(x)).
К примеру,
пусть f–функция
арктангенса, а g(x)=lnx есть
функция натурального логарифма, тогда
сложная функция f(g(x)) представляет
собой arctg(lnx).
Еще пример: f–функция
возведения в четвертую степень, а
-
целая рациональная функция, тогда
В свою очередь, g(x) также
может быть сложной функцией. Например,
.
Условно такое выражение можно обозначить
как
.
Здесь f –
функция синуса,
-
функция извлечения квадратного корня,
-
дробная рациональная функция. Логично
предположить, что степень вложенности
функций может быть любым конечным
натуральным числом
.
Формула нахождения
производной сложной функции.
