Производные основных элементарных функций

I Степенная функцияy=xa

Находим приращение функции и составляем разностное отношение:

Производные основных элементарных функций - student2.ru Производные основных элементарных функций - student2.ru

Вычислим предел этого разностного отношения, используя эквивалентность для степенной функции Производные основных элементарных функций - student2.ru ~ ma при Производные основных элементарных функций - student2.ru :

Производные основных элементарных функций - student2.ru Итак, имеем

Производные основных элементарных функций - student2.ru (1)

Замечание 1. Вывод последней формулы предполагает, что Производные основных элементарных функций - student2.ru . Вычис-лим Производные основных элементарных функций - student2.ru (считаем, что Производные основных элементарных функций - student2.ru , следовательно, Производные основных элементарных функций - student2.ru ):

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Величина этого предела зависит от Производные основных элементарных функций - student2.ru : для Производные основных элементарных функций - student2.ru , для Производные основных элементарных функций - student2.ru и для Производные основных элементарных функций - student2.ru . Но этот же результат можно получить из формулы (1) с помощью теоремы 2 §3. Аналогичный результат можно получить и для Производные основных элементарных функций - student2.ru , если a таково, что степенная функция определена для Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Замечание 2. Ряд частных случаев формулы (1) лучше запомнить как самостоятельные формулы дифференцирования:

Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru .

II Показательная функцияy=ax

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Частный случай этой формулы: Производные основных элементарных функций - student2.ru .

III Логарифмическая функция Производные основных элементарных функций - student2.ru

Производные основных элементарных функций - student2.ru Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Для логарифмической функции с произвольным основанием используем формулу перехода:

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Отсюда Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Можно предложить и другой способ вычисления Производные основных элементарных функций - student2.ru с использованием основного логарифмического тождества Производные основных элементарных функций - student2.ru . Продифференцировав почленно это тождество, получим:

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Отсюда и получим Производные основных элементарных функций - student2.ru .

IV Тригонометрические функции

1. y=sinx

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Производные основных элементарных функций - student2.ru

(на последнем шаге мы воспользовались непрерывностью косинуса).

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Производные остальных тригонометрических функций можно вычислить, используя определение производной, но проще использовать известные правила дифференцирования и формулы, связывающие тригонометрические функции друг с другом.

2. y=cosx

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

3. y=tgx

Производные основных элементарных функций - student2.ru Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

4. y=сtgx.

Аналогично предыдущему можно получить

(ctg Производные основных элементарных функций - student2.ru .


V Обратные тригонометрические функции

Производные этих функций проще всего получить при помощи основного тождества, связывающего пару взаимно обратных функций, а именно: Производные основных элементарных функций - student2.ru .

1. y=arcsinx

Дифференцируем почленно тождество Производные основных элементарных функций - student2.ru :

Производные основных элементарных функций - student2.ru

(напомним, что Производные основных элементарных функций - student2.ru , поэтому Производные основных элементарных функций - student2.ru ).

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

2. y=arccosx

Известное соотношение Производные основных элементарных функций - student2.ru и предыдущая формула для Производные основных элементарных функций - student2.ru , позволяют получить

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

3. y=arctgx

Производные основных элементарных функций - student2.ru

Итак,

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

4. y=arcctgx

Из соотношения Производные основных элементарных функций - student2.ru , получим Производные основных элементарных функций - student2.ru

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Замечание 3. Покажем на примере Производные основных элементарных функций - student2.ru как можно получать производные аркфункций, исходя из определения производной. Приращение арктангенса Производные основных элементарных функций - student2.ru стремится к 0 при Производные основных элементарных функций - student2.ru (в силу непрерывности функции). Отсюда получаем эквивалентность: при Производные основных элементарных функций - student2.ru Производные основных элементарных функций - student2.ru Теперь можно легко найти предел разностного отношения:

Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Замечание 4. Производные аркфункций можно получить также, используя общее правило дифференцирования обратной функции, которое будет приведено ниже.

VI Гиперболические и обратные гиперболические функции

Эти функции элементарным образом выражаются через показательную и логарифмическую функции. Поэтому проще всего находить их производные, используя известные правила дифференцирования.

Например:

Производные основных элементарных функций - student2.ru

Производные основных элементарных функций - student2.ru

Производные других функций этой группы студентам предлагается получить самостоятельно.

VII Сводка формул для производных

1. Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru .

2. Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru .

3. Производные основных элементарных функций - student2.ru , Производные основных элементарных функций - student2.ru .

4. Производные основных элементарных функций - student2.ru . 5. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

6. (tg Производные основных элементарных функций - student2.ru . 7. (ctg Производные основных элементарных функций - student2.ru .

8. Производные основных элементарных функций - student2.ru . 9. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

10. Производные основных элементарных функций - student2.ru . 11. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

12. Производные основных элементарных функций - student2.ru . 13. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

14. Производные основных элементарных функций - student2.ru . 15. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

16. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

17. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

18. Производные основных элементарных функций - student2.ru .

Наши рекомендации