Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
kollokvium_po_fizike.doc
Скачиваний:
72
Добавлен:
15.09.2019
Размер:
4 Мб
Скачать
☆

Элементы высшей математики

Наш курс высшей математики для студентов всех факультетов ОГМА ставит целью - изложе­ние основных понятий высшей ма­тематики и их приложений в различных областях. Овладение ее методами и умение применять их на практике насущно необходимы для каждого естествоис­пытателя - биоло­га, врача.

Производная от функции в данной точке

Рассмотрим две задачи, приводящие к понятию производной.

1. Задача о нахождении скорости движения материальной точки.

Пусть материальная точка при переменном движении в момент времени t1, находится в положении М1, а в момент времени t­2 - в положе­нии М2. Наша задача определить скорость υ1 в точке М1. М1 М2 = ∆S - путь, пройденный точкой за время ∆t = t2 –t1 тогда средняя скорость на этом участке пути:

Она будет тем ближе к υ, чем меньшее расстоя­ние мы будем рас­сматривать, то если, М2 → М1, a ∆t → 0, значит υср → υ1 т.е. υ 1 = lim ∆t→0∆S/∆t

2. Задача о нахождении угла на­клона касатель­ной, проведенной к графику функции f(x) в данной точке.

Пусть на графике функции у = f(x) даны две точки М1(х1 ;у1 ) и М2(х2;у2). Требуется опреде­лить tgα1, где α1 - угол наклона касательной, проведенной в точке М1. Проведем секущую М1М2, ее угол наклона оп­ределяется из соотно­шения:

tgα2 = ∆y/∆x

Если точка М2 → М1, то ∆х → 0, a tgα2 → tgα1, тогда:

tgα1 =lim∆x→0∆y/∆x

Таким образом, физическая и геометрическая задача приво­дят к нахождению предела отноше­ния приращения функции к приращению аргумента, когда последний стремится к нулю - это и есть производная.

Производной от функции в некоторой точке называется предел отношения приращения функции к приращению аргумен­та, если приращение аргумента стремится к нулю.

Обозначается производная: f1х (х) = у1х = lim∆x→0 ∆y/∆x

Процесс нахождения производной функции, называется дифференцированием. Общий метод нахождения производной согласно определения.

Пример :у = х2-1

1. Если аргумент получил приращение ∆х, то функция полу­чит приращение ∆у:

у + ∆у = (х + ∆х)2-1

2. Находим приращение ∆у:

у + ∆у = х2+2х∆х +∆х2-1

-

у = x2 – 1

------------------------------

0 + ∆у = 0 + 2х∆х + ∆х2-0

∆у = 2х∆х + ∆х2

3. Находим по определению производную функции.

y1x = lim∆x→0 ∆y/∆x = lim∆x→0 (2x∆x + ∆x2)/∆x = lim∆x→0 (2x + ∆x) = 2x

На практике такой метод не применяется, т.к. требует громоз­дких вычислений. По общему правилу нахождения производных были най­дены производные простейших функций, табличные зна­чения которых приведены ниже:

1. Производная постоянного числа равна нулю.

у = const. ух' = 0. Пример: у = 2, ух' = 0.

2. Производная степенной функции.

у = хn, ух' = nхn-1. Пример: у = х3, ух' = Зх3-1 = Зх2.

3. Производная от аргумента равна единице.

у = х, у = х1, ух'=1х1-1; ух'=1х°=1.

4. Производная показательной функции,

у = аx; ух' = ах In a.

5. Производная экспоненциальной функции.

у = еx; ух' = еx

6. Производная логарифмической функции.

1) у = logax; у`х = 1/(x ina), 2) у = In х; у`х = 1/x

7. Производные тригонометрических функций.

у = sinx, у`х = cosxy = cosx, у`х = -sinх

y = tgx, y`x = 1/(cos2x)y = ctgx, у`х = -1/sin2x

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]