- •Означення та геометричний та фізичнй зміст похідної функції однієї змінної
- •2. Правила обчислення похідних.
- •3. Означення диференціалу функції та його застосування до наближених обчислень
- •4. Диференціали та похідні вищих порядків, правила їх обчислення.
- •Похідні вищих порядків
- •5. Формула Тейлора
- •7) Означення первісної та невизначеного інтегралу. Властивості невизначеного інтегралу
- •8. Заміна змінної у невизначеному інтегралі
- •9. Інтегрування частинами невизначеного інтегралу
Похідні вищих порядків
Нехай
функція
має похідну на проміжку Х.
Якщо в точці
похідна
,
в свою чергу, диференційована, то її
похідну називають похідною
другого порядку
або другою
похідною функції
в точці
і позначають одним із символів
.
Визначення
Нехай функція
має на проміжку Х
похідні
.
Якщо в точці
існує похідна функції
,
то її називають похідною
n-го порядку функції
в точці
і позначають одним із символів
,
.
Отже,
якщо функція
має в точці х
похідні до n-го
порядку включно, то
.
5. Формула Тейлора
Нехай
функція
має
в тоцчі
похідні
всіх порядків до
-го
включно. Тоді для
справедлива формула
Тейлора:
,
де
,
називаєтся залишковим
членом формули
Тейлора в формі Пеано;
— нескінченно
мала.
Якщо відкинути останній член, то вийде
приблизна формула Тейлора
,
Перша
частина якої називається многочленом
Тейлора
функції
;
його позначают
.
Наближена формула
дозволяє
заміняти похідну функції її многочленом
Тейлора.
З
формули Тейлора видно, що чим точка
ближе до точки
,
тем вища точність такої заміни і ця
точність росте з ростом степені
многочлена. Це означає що чим більше
похідних має функция в деякому околі
точки
,
тем вища точність обчислення.
Приклади використання формули Тейлора для деяких функцій:
;
;
;
;
;
;
6. Дослідження функції на монотонність. Екстремуми функції
Щоб дослідити функцію на монотонність, скористайтесь такою схемою:
- знайдіть область визначення функції;
- знайдіть похідну функції і область визначення похідної;
- знайдіть нулі похідної, тобто значення аргументу, при яких похідна дорівнює нулю;
- на числовому промені позначте спільну частину області визначення функції і області визначення її похідної, а на ній — нулі похідної;
- визначте знаки похідної на кожному з отриманих проміжків;
- за знаками похідної визначте, на яких проміжках функція зростає, а на яких спадає;
- запишіть відповідні проміжки через крапку з комою.
Точки області визначення функції, в яких похідна функції дорівнює нулю або не існує, називаються критичними точками функції.
Точка х0 називається точкою максимуму функції F(x), якщо для всіх значень аргументу х з деякого околу точки х0 значення функції менші або дорівнюють її значенню в точці х0.
Точка х0 називається точкою мінімуму функції F(x), якщо для всіх значень аргументу х з деякого околу точких0 значення функції більші або дорівнюють її значенню в точці х0.
Точки мінімуму і максимуму функції називаються точками екстремуму функції.
Значення функції в точці максимуму називається максимумом функції. Значення функції в точці мінімуму називається мінімумом функції.
Мінімуми і максимуми функції називаються екстремумами функціями.
Якщо функція неперервна в деякій точці і в околі цієї точки зліва від неї похідна функції додатна, а справа від неї від’ємна, то дана точка є точкою максимуму функції.
Якщо функція неперервна в деякій точці і в околі цієї точки зліва від неї похідна функції від’ємна, а справа від неї додатна, то дана точка є точкою мінімуму функції.
Зверніть увагу! Не кожна критична точка є точкою екстремуму.
Щоб дослідити функцію на екстремуми, знайдіть знаки похідної на її області визначення, користуючись схемою для дослідження функції на монотонність. Визначте, які з критичних точок є точками екстремуму.
Якщо необхідно знайти екстремуми функції, знайдіть значення функції в точках екстремуму.
Звичайно графік функції розміщений навколо точки дотику з однієї сторони від дотичної. Якщо ж у точці дотику графік функції переходить з однієї сторони дотичної на другу, то такі точки називаються точками перегину функції.
Для того щоб графік функції мав перегин у деякій точці, необхідно, щоб друга похідна функції в цій точці дорівнювала нулю, або щоб друга похідна в цій точці не існувала.
