- •1.Предел функции. Теоремы о пределах.
- •2.Непрерывность функции. Точки разрыва функции
- •3. Производная функции в точке. Правила, дифференцирования.
- •4.Производная сложной и обратной функции.
- •5.Геометрический и физический смысл производной.
- •6.Монотонность функции. Экстремумы функции.
- •8.Асимптоты.
- •Частные производные. Примеры решений
- •11.Использование частных производных в геометрии.
- •12.Экстремумы функции двух переменных.
- •10.Производная сложной и неявной функции двух переменных
3. Производная функции в точке. Правила, дифференцирования.
Произво́дная (функции в точке) — основное понятие дифференциального исчисления, характеризующее скорость изменения функции (в данной точке). Определяется как предел отношения приращения функции к приращению ее аргумента при стремлении приращения аргумента к нулю, если такой предел существует. Функцию, имеющую конечную производную (в некоторой точке), называют дифференцируемой (в данной точке).
Процесс вычисления производной называется дифференци́рованием. Обратный процесс — нахождение первообразной — интегрирование.
Если функция задана графиком, её производная в каждой точке равна тангенсу угла наклона касательной к графику функции. А если функция задана формулой — вам помогут таблица производных и правила дифференцирования, то есть правила нахождения производной.

4.Производная сложной и обратной функции.
Пусть
теперь задана сложная
функция
,
т.е. переменная
есть
функция переменной ![]()
,
а переменная
есть,
в свою очередь, функция от независимой
переменной
.
Теорема. Если
и
дифференцируемые функции
своих аргументов, то сложная
функция
является
дифференцируемой функцией и ее производная
равна произведению производной данной
функции по промежуточному аргументу и
производной промежуточного аргумента по
независимой переменной:
.
Утверждение
легко получается из очевидного
равенства
(справедливого
при
и
)
предельным переходом при
(что
в силу непрерывности дифференцируемой
функции влечет
).
Перейдем к рассмотрению производной обратной функции.
Пусть
на множестве
дифференцируемая
функция
имеет
множество значений
и
на множестве
существует обратная
функция
.
Теорема. Если
в точке
производная
,
то производная обратной функции
в
точке
существует
и равна обратной величине производной
данной функции:
,
или
.
Эта формула легко получается из геометрических соображений.
Т
ак
как
есть
тангенс угла наклона касательной
линии
к
оси
,
то
есть
тангенс угла наклона той же касательной
(той же линии
)
в той же точке
к
оси
.
Если
и
острые,
то
,
а если тупые, то
.
В обоих
случаях
.
Этому равенству и равносильно равенство
.
5.Геометрический и физический смысл производной.
1) Физический смысл производной.
Если функция y
= f(x) и ее аргумент x являются физическими
величинами, то производная
– скорость изменения переменной y
относительно переменной x в точке
.
Например, если S = S(t) – расстояние,
проходимое точкой за время t, то ее
производная
–
скорость в момент времени
.
Если q = q(t) – количество электричества,
протекающее через поперечное сечение
проводника в момент времени t,
то
– скорость изменения количества
электричества в момент времени
,
т.е. сила тока в момент времени
.
2) Геометрический смысл производной.
Пусть
–
некоторая кривая,
–
точка на кривой
.
Любая прямая,
пересекающая
не
менее чем в двух точках называется секущей.
Касательной к
кривой
в
точке
называется
предельное положение секущей
,
если точка
стремится
к
,
двигаясь по кривой.
Из определения
очевидно, что если касательная к кривой
в точке
существует,
то она единственная
Рассмотрим кривую
y = f(x) (т.е. график функции y = f(x)).
Пусть в точке
он
имеет невертикальную касательную
.
Ее уравнение:
(уравнение
прямой, проходящей через точку
и
имеющую угловой коэффициент k).
По определению
углового коэффициента
,
где
–
угол наклона прямой
к оси
.
Пусть
–
угол наклона секущей
к
оси
,
где
.
Так как
–
касательная, то при![]()
⇒
⇒
.
Следовательно,
.
Таким образом,
получили, что
– угловой
коэффициент касательной к графику
функции y = f(x) в точке
(геометрический
смысл производной функции в точке).
Поэтому уравнение касательной к кривой
y = f(x) в точке
можно
записать в виде
![]()
