11. Pochodna funkcji

Podobne dokumenty
Roksana Gałecka Okreslenie pochodnej funkcji, podstawowe własnosci funkcji różniczkowalnych

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Pochodne funkcji, przebieg zmienności funkcji

Wykład 6, pochodne funkcji. Siedlce

Rozdział 7. Różniczkowalność. 7.1 Pochodna funkcji w punkcie

I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

Pochodna funkcji a styczna do wykresu funkcji. Autorzy: Tomasz Zabawa

Pochodna funkcji. Pochodna funkcji w punkcie. Różniczka funkcji i obliczenia przybliżone. Zastosowania pochodnych. Badanie funkcji.

Pochodną funkcji w punkcie nazywamy granicę ilorazu różnicowego w punkcie gdy przyrost argumentu dąży do zera: lim

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

Analiza Matematyczna I Wydział Nauk Ekonomicznych. wykład XI

Pochodną funkcji w punkcie (ozn. ) nazywamy granicę ilorazu różnicowego:

VIII. Zastosowanie rachunku różniczkowego do badania funkcji. 1. Twierdzenia o wartości średniej. Monotoniczność funkcji.

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

III. Funkcje rzeczywiste

Fakt 3.(zastosowanie różniczki do obliczeń przybliżonych) Przy czym błąd, jaki popełniamy zastępując przyrost funkcji

Analiza matematyczna i algebra liniowa Pochodna funkcji

Rachunek różniczkowy funkcji f : R R

Pochodna funkcji c.d.-wykład 5 ( ) Funkcja logistyczna

SIMR 2013/14, Analiza 1, wykład 5, Pochodna funkcji

Granica funkcji wykład 4

Rachunek Różniczkowy

DEFINICJA. E-podręcznik pod redakcją: Vsevolod Vladimirov Autor: Tomasz Zabawa

Podstawy analizy matematycznej II

Granice funkcji. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #8 1 / 21

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Notatki z Analizy Matematycznej 3. Jacek M. Jędrzejewski

y f x 0 f x 0 x x 0 x 0 lim 0 h f x 0 lim x x0 - o ile ta granica właściwa istnieje. f x x2 Definicja pochodnych jednostronnych

RACHUNEK RÓŻNICZKOWY FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ. Wykorzystano: M A T E M A T Y K A Wykład dla studentów Część 1 Krzysztof KOŁOWROCKI

Ciągłość funkcji f : R R

Pochodna funkcji odwrotnej

RACHUNEK RÓŻNICZKOWY FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej. 1 Obliczanie pochodnej i jej interpretacja geometryczna

Pochodna funkcji: zastosowania przyrodnicze wykłady 7 i 8

Matematyka ETId I.Gorgol. Funkcja złożona i odwrotna. Funkcje

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

f(x + x) f(x) . x Pochodne ważniejszych funkcji elementarnych (c) = 0 (x α ) = αx α 1, gdzie α R \ Z (sin x) = cos x (cos x) = sin x

Ciągłość funkcji jednej zmiennej rzeczywistej. Autorzy: Anna Barbaszewska-Wiśniowska

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 5

MATEMATYKA I SEMESTR WSPIZ (PwZ) 1. Ciągi liczbowe

Ekstrema globalne funkcji

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 6

FUNKCJE LICZBOWE. Na zbiorze X określona jest funkcja f : X Y gdy dowolnemu punktowi x X przyporządkowany jest punkt f(x) Y.

6. FUNKCJE. f: X Y, y = f(x).

Rozdział 6. Ciągłość. 6.1 Granica funkcji

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

Wykład 11. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 18 grudnia Magdalena Alama-Bućko Wykład grudnia / 22

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1 Funkcje i ich granice

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA III ZAKRES ROZSZERZONY (90 godz.) , x

22 Pochodna funkcji definicja

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Wykład 4 Przebieg zmienności funkcji. Badanie dziedziny oraz wyznaczanie granic funkcji poznaliśmy na poprzednich wykładach.

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

1. Pochodna funkcji. 1.1 Pierwsza pochodna - definicja i własności Definicja pochodnej

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

2. Definicja pochodnej w R n

Funkcje wielu zmiennych

( ) Pochodne. Załómy, e funkcja f jest okrelona w pewnym otoczeniu punktu x 0. Liczb

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wykład z Podstaw matematyki dla studentów Inżynierii Środowiska. Wykład 3. ANALIZA FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ

Matematyka licea ogólnokształcące, technika

Matematyka z el. statystyki, # 4 /Geodezja i kartografia I/

ZASTOSOWANIA POCHODNEJ FUNKCJI

Materiały do ćwiczeń z matematyki. 3 Rachunek różniczkowy funkcji rzeczywistych jednej zmiennej

Pochodna funkcji. Niech f : A R, a A i załóżmy, że istnieje α > 0 taka, że

(5) f(x) = ln x + x 3, (6) f(x) = 1 x. (19) f(x) = x3 +2x

1 Równania nieliniowe

TO SĄ ZAGADNIENIA O CHARAKTERZE RACZEJ TEORETYCZNYM PRZYKŁADOWE ZADANIA MACIE PAŃSTWO W MATERIAŁACH ĆWICZENIOWYCH. CIĄGI

FUNKCJA I JEJ WŁASNOŚCI

Notatki z Analizy Matematycznej 2. Jacek M. Jędrzejewski

Metody numeryczne I Równania nieliniowe

Wykład 11 i 12. Informatyka Stosowana. 9 stycznia Informatyka Stosowana Wykład 11 i 12 9 stycznia / 39

1 Metody rozwiązywania równań nieliniowych. Postawienie problemu

I Rok LOGISTYKI: wykªad 2 Pochodna funkcji. iloraz ró»nicowy x y x

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne. Matematyka. Poznać, zrozumieć

1 Pochodne pierwszego rzędu

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

Projekt Informatyka przepustką do kariery współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

O funkcjach : mówimy również, że są określone na zbiorze o wartościach w zbiorze.

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

Pochodne wyższych rzędów definicja i przykłady

2. ZASTOSOWANIA POCHODNYCH. (a) f(x) = ln 3 x ln x, (b) f(x) = e2x x 2 2.

Zbiory, funkcje i ich własności. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #1 1 / 16

Kryteria oceniania z matematyki dla klasy M+ (zakres rozszerzony) Klasa II

Rozwiązywanie równań nieliniowych

Kurs wyrównawczy - teoria funkcji holomorficznych

II. Funkcje. Pojęcia podstawowe. 1. Podstawowe definicje i fakty.

1 Pochodne wyższych rzędów

Elementy matematyki, wykład 5. Pochodna funkcji. Daniel Wójcik Szymon Łęski.

Funkcje elementarne. Matematyka 1

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

Granica funkcji. 8 listopada Wykład 4

Pochodna i jej zastosowania

Matematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 wykład 13 (27 maja)

Dr inż. Janusz Dębiński Mechanika ogólna Wykład 2 Podstawowe wiadomości z matematyki Kalisz

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Definicja punktu wewnętrznego zbioru Punkt p jest punktem wewnętrznym zbioru, gdy należy do niego wraz z pewnym swoim otoczeniem

Transkrypt:

11. Pochodna funkcji Definicja pochodnej funkcji w punkcie. Niech X R będzie zbiorem niepustym, f:x >R oraz niech x 0 X. Funkcję określoną wzorem, nazywamy ilorazem różnicowym funkcji f w punkcie Mówimy, że funkcja f ma pochodną w punkcie lub, że jest różniczkowalna w punkcie, gdy istnieje skończona granica ilorazu różnicowego w punkcie Przez pochodną funkcji f w punkcie rozumiemy liczbę rzeczywistą, oznaczaną, równą granicy ilorazu różnicowego w punkcie, to znaczy Uwaga. Pochodna funkcji w punkcie może nie istnieć. Na przykład funkcja f:r >R określona wzorem f(x)= x nie ma pochodnej w punkcie =0. Funkcja jest różniczkowalna w zbiorze, jeśli posiada pochodną w każdym punkcie należącym do tego zbioru. Twierdzenie ( o działaniach na pochodnej funkcji w punkcie). Niech f,g:x >R będą funkcjami różniczkowalnymi w punkcie założeniu, że g(x) 0 dla x X) są różniczkowalne w punkcie (a) = (b) (f g) ( =f (, (c) (f g) ( = (d). Wówczas f+g, f g, fg oraz ( przy., przy czym: Twierdzenie ( o pochodnej w punkcie funkcji złożonej). Niech R, gdzie h:x >R, g:y >R, X,Y R oraz h(x) Y. Jeśli funkcja h jest różniczkowalna w punkcie X, funkcja g zaś różniczkowalna w punkcie, to funkcja f jest różniczkowalna w punkcie oraz Twierdzenie ( o pochodnej funkcji złożonej). Niech R, gdzie h:x >R, g:y >R, X,Y R oraz h(x) Y. Jeżeli funkcje h i g są różniczkowalne, to funkcja f jest różniczkowalna oraz.

Twierdzenie ( pochodnej w punkcie funkcji odwrotnej). Niech X,Y R będą zbiorami niepustymi oraz niech f:x >Y będzie bijekcją. Jeśli f ma w punkcie X pochodną różną od zera oraz funkcja jest ciągła w punkcie to funkcja odwrotna ma pochodną w punkcie oraz. Wniosek. Wielomiany i funkcje wymierne są różniczkowalne. Twierdzenie. Niech a R. Wówczas (a) = w (0, + ), (b) w (0, + ), gdy a>0, a 1. (c) w R, (d) w R, gdy a>0, (e) w (0, + ). Twierdzenie. Funkcje trygonometryczne są różniczkowalne oraz (a) (b) oraz oraz Wniosek. Funkcje arcsin i arccos są różniczkowalne w przedziale (-1, 1) oraz w (-1, 1). Funkcje ar ctg i arcctg są różniczkowalne oraz w R. Tw. Rolle a. Niech f będzie funkcją ciągłą w przedziale [a,b] i różniczkowalną w przedziale (a,b). Jeśli f(a)=f(b), to istnieje (a,b) takie, że

Definicja stycznej. W matematyce styczną do krzywej w punkcie P jest prosta, będącą granicą siecznych do krzywej przechodzących przez punkty P i Q, gdy Q dąży do P. Granica ta nie zawsze istnieje, ale jej istnienie związane jest z istnieniem pochodnej funkcji wyznaczającej tę krzywą. Interpretacja geometryczna ilorazu różnicowego. Jeżeli funkcja f jest określona w punkcie, a także jest różniczkowalna w, to zachodzi związek:, gdzie jest kątem nachylenia do osi x stycznej do wykresu funkcji w punkcie funkcji f w punkcie jest prosta o równaniu: Styczną do wykresu

Spójrzmy na rysunek. Jeśli dąży do zera, to punkt B dąży, po wykresie funkcji f, do punktu A. Każdemu położeniu punktu B odpowiada sieczna przechodząca przez B i przez A. Zatem styczną do wykresu funkcji f w punkcie A=( możemy traktować jako graniczne położenie siecznej AB, gdy B dąży po wykresie do A. Stąd wynika, że pochodną funkcji f w punkcie można interpretować geometrycznie jako współczynnik kierunkowy stycznej do wykresu funkcji f w punkcie A=( Tw. (warunek konieczny różniczkowalności funkcji w punkcie) Jeśli funkcja f:x >R jest różniczkowalna w to f jest ciągła w. Przykład. Funkcja f nie jest różniczkowalna w punkcie Funkcja f jest różniczkowalna w punkcie

Twierdzenie (warunek konieczny różniczkowalności). Jeśli funkcja f:x >R jest różniczkowalna, to funkcja f jest ciągła. Definicja (pochodne jednostronne funkcji). Jeżeli iloraz różnicowy ma granicę jednostronną w punkcie to granicę tę nazywamy pochodną jednostronną funkcji f w punkcie i oznaczamy odpowiednio symbolami: pochodna prawostronna lub pochodna lewostronna Twierdzenie. Na to, aby funkcja f miała pochodną w punkcie potrzeba i wystarczy, aby istniały w tym punkcie obie pochodne jednostronne i były sobie równe. Przykład. Funkcja f(x)= x, x R nie jest różniczkowalna w, gdyż, Kryterium monotoniczności funkcji. Niech P będzie przedziałem oraz niech f:p >R będzie funkcją różniczkowalną. Wówczas: (a) Funkcja f jest rosnąca wtedy i tylko wtedy, gdy dla wszystkich x P. (b) Funkcja f jest malejąca wtedy i tylko wtedy, gdy dla wszystkich x P. Wniosek (kryterium ścisłej monotoniczności funkcji). Niech P będzie przedziałem oraz niech f:p >R będzie funkcją różniczkowalną. (a) Jeśli dla x P, to f jest ściśle rosnąca. (b) Jeśli dla x P, to f jest ściśle malejąca. Twierdzenie (kryterium ścisłej monotoniczności). Niech f:(a,b) >R będzie funkcją różniczkowalną. Wówczas: (a) f jest ściśle rosnąca wtedy i tylko wtedy, gdy dla x (a,b) oraz zbiór E={x (a,b): } jest gęsty w (a,b). (b) f jest ściśle malejąca wtedy i tylko wtedy, gdy dla x (a,b) oraz zbiór F={x (a,b): } jest gęsty w (a,b). Twierdzenie Lagrange a o wartości średniej. Niech f będzie funkcją ciągłą w przedziale [a,b] i różniczkowalną w przedziale (a,b). Wówczas istnieje (a,b), że f(b) f(a) =

Twierdzenie Lagrange a zapisane w tej postaci mówi, że przyrost wartości funkcji dla argumentów b i a wyraża się przez przyrost wartości zmiennej i pochodną funkcji w pewnym punkcie pośrednim między a i b stąd właśnie nazwa twierdzenia.