- •Математика
- •Модуль 1. Дифференциальное исчисление функции одной переменной
- •Тема 1. Функции одной переменной, свойства и графики
- •1. Определение функций одной переменной
- •3. Элементарные функции
- •4. Основные свойства функций Возрастающие и убывающие функции
- •Взаимно обратные функции
- •Четные и нечетные функции
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2. Предел и непрерывность функции одной переменной
- •5. Преобразования графиков функций
- •Введение
- •1. Предел функции в точке и на бесконечности
- •2. Основные свойства пределов
- •3. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •4. Раскрытие неопределенностей ,
- •5. Первый и второй замечательные пределы
- •6. Эквивалентные бесконечно малые функции
- •7. Непрерывность функции, точки разрыва
- •8. Свойства функций, непрерывных на отрезке
- •Свойства функций, непрерывных на отрезке
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3. Производные и дифференциалы. Экстремумы функции одной переменной
- •1. Определение производной
- •2. Геометрический и экономический смысл производной
- •2.1. Геометрический смысл производной и уравнение касательной
- •2.2. Экономический смысл производной
- •3. Основные правила дифференцирования
- •4. Таблица основных формул дифференцирования
- •5. Производные высших порядков
- •6. Вычисление пределов с помощью производных
- •А) ; б).
- •7. Дифференциал функции
- •Геометрический смысл дифференциала функции
- •8. Свойства дифференциала функции
- •9.2. Приближенное вычисление приращения функции
- •10. Дифференциалы высших порядков
- •11. Монотонность функции
- •12. Экстремумы (максимумы и минимумы) функции
- •3. Наибольшее и наименьшее значения непрерывной функции на отрезке
- •Контрольные вопросы
2.2. Экономический смысл производной
Пусть
- объем производимой продукции в
зависимости от объема
затраченного ресурса. Относительное
приращение
являетсясредней производительностью
ресурса. Производная
называетсяпредельным продуктом илипроизводительностьюресурса.
Она характеризует изменение выпуска продукции, вызванное увеличением затрат данного ресурса на 1 усл. ед.
Пример. Функция
выпуска имеет вид
,
где
- объем продукции,
- время. Найти предельную производительность
ресурса для затрат ресурса равных 3 усл.
ед.
Решение
;
- это изменение
выпуска продукции
,
вызванное увеличением затрат данного
ресурса
на 1 усл. ед. от величины
.
3. Основные правила дифференцирования
Если
- постоянная,
и
-
дифференцируемые в точке
функции, то их алгебраическая сумма
произведение
и частное
также дифференцируемы в этой точке,
причем справедливы следующиеосновные
правила дифференцирования:
;
;
;Постоянный множитель выносится за знак производной:
;
;
где
.Производная сложной функции.Пусть
- сложная функция, т.е. промежуточный
аргумент
является функцией от
.
Производная
сложной функции
равна произведению производной функции
по промежуточному аргументу
на производную от промежуточного
аргумента по независимой переменной
.
.
Пример. Найти
производную функции
.
Запишем
,
тогда
-
степенная функция,
- тригонометрическая функция. Для сложной
функции
производная равна
.
4. Таблица основных формул дифференцирования
|
Элементарная
функция
|
Сложная
функция
|
|
1.
Постоянная функция
| |
|
2. Степенная функция | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Показательная функция | |
|
|
|
|
Экспонента
|
Экспонента
|
|
4. Логарифмическая функция | |
|
|
|
|
|
|
|
5. Тригонометрические функции | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Обратные тригонометрические функции | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Производные высших порядков
Для функции
ее производная
тоже является функцией.
Производной второго порядка называется производная от производной
и обозначается
,
.
Если первая
производная
есть скорость
некоторого процесса, то вторая
производная
характеризует
ускорение того же процесса.
Производной
-
ого порядка
называется производная от производной
го
порядка:
.
Пример 1.
.
Функция называется n раз дифференцируемой в точке
,
если в этой точке существуют все
производные до n-го порядка включительно,
т.е.
,
,
,
…,
.
Пример 2.
Найти значение
для функции
.
Сначала найдем
производную
,
а затем вычислим ее значение в точке
.
;
;
;
.
6. Вычисление пределов с помощью производных
Производные часто
применяют для раскрытия неопределенностей
вида
или
.
Правило Лопиталя
Пусть функции
и
имеют производные в окрестности точки
,
причем в точке
значение производной
.
Если
или
,
то предел отношения функций равен
пределу отношения их производных:
.
Если предел
отношения производных
снова представляет собой неопределенность
вида
или
,
то применяют правило вторично.
Пример 3. Используя правило Лопиталя, найти пределы:
