Геометрический смысл производной

Производная функции в точке имеет достаточно простую геометрическую интерпретацию.

Геометрический смысл производной - student2.ru

Пусть дана кривая Геометрический смысл производной - student2.ru . Возьмем на ней точку Геометрический смысл производной - student2.ru и дадим аргументу Геометрический смысл производной - student2.ru приращение Геометрический смысл производной - student2.ru . Тогда получим новый аргумент Геометрический смысл производной - student2.ru и новое значение функции Геометрический смысл производной - student2.ru , т. е. мы получили новую точку на кривой и обозначим её через Геометрический смысл производной - student2.ru . Проведем секущую Геометрический смысл производной - student2.ru и обозначим угол наклона секущей к оси Геометрический смысл производной - student2.ru через Геометрический смысл производной - student2.ru . Рассмотрим прямоугольный треугольник Геометрический смысл производной - student2.ru :

Геометрический смысл производной - student2.ru .

При Геометрический смысл производной - student2.ru точка Геометрический смысл производной - student2.ru перемещается вдоль кривой, приближаясь к точке Геометрический смысл производной - student2.ru . Секущая Геометрический смысл производной - student2.ru поворачивается вокруг точки Геометрический смысл производной - student2.ru и величина угла Геометрический смысл производной - student2.ru изменяется. При приближении секущей Геометрический смысл производной - student2.ru к касательной Геометрический смысл производной - student2.ru угол Геометрический смысл производной - student2.ru приближается к углу Геометрический смысл производной - student2.ru .

Геометрический смысл производной - student2.ru .

Так как в математике величину угла наклона касательной, проведенной к графику функции называют угловым коэффициентом касательной, то из полученной формулы следует, что угловой коэффициент касательной, проведенной к графику дифференцируемой функции в некоторой точке, численно равен производной функции в данной точке.

Это и есть геометрический смысл производной.

Уравнение касательной: Геометрический смысл производной - student2.ru .

Уравнение нормали: Геометрический смысл производной - student2.ru .

Производные основных элементарных функций

1. Геометрический смысл производной - student2.ru 1. Геометрический смысл производной - student2.ru

2. Геометрический смысл производной - student2.ru 2. Геометрический смысл производной - student2.ru

3. Геометрический смысл производной - student2.ru 3. Геометрический смысл производной - student2.ru

4. Геометрический смысл производной - student2.ru 4. Геометрический смысл производной - student2.ru

5. Геометрический смысл производной - student2.ru 5. Геометрический смысл производной - student2.ru

6. Геометрический смысл производной - student2.ru 6. Геометрический смысл производной - student2.ru

7. Геометрический смысл производной - student2.ru 7. Геометрический смысл производной - student2.ru

8. Геометрический смысл производной - student2.ru 8. Геометрический смысл производной - student2.ru

9. Геометрический смысл производной - student2.ru 9. Геометрический смысл производной - student2.ru

10. Геометрический смысл производной - student2.ru 10. Геометрический смысл производной - student2.ru

11. Геометрический смысл производной - student2.ru 11. Геометрический смысл производной - student2.ru

12. Геометрический смысл производной - student2.ru 12. Геометрический смысл производной - student2.ru

13. Геометрический смысл производной - student2.ru 13. Геометрический смысл производной - student2.ru

Основные правила дифференцирования функций

Правило 1. Производная константы (постоянной величины) равна нулю Геометрический смысл производной - student2.ru .

Правило 2. Производная аргумента равна единице Геометрический смысл производной - student2.ru .

Правило 3. Производная суммы (разности) двух дифференцируемых функций равна сумме (разности) производных этих функций Геометрический смысл производной - student2.ru .

Пример. Геометрический смысл производной - student2.ru

Правило 4. Производная произведения двух дифференцируемых функций равна сумме произведений производной первой функции на вторую и первой функции на производную второй Геометрический смысл производной - student2.ru .

Пример. Геометрический смысл производной - student2.ru

Следствие из правила 4. Производная произведения постоянного множителя на дифференцируемую функцию равна произведению этого множителя на производную данной функции Геометрический смысл производной - student2.ru .

Пример. Геометрический смысл производной - student2.ru

Правило 5. Производная частного двух дифференцируемых функций ( при условии, что знаменатель не обращается в нуль) равна дроби, числитель которой представляет собой разность между произведением производной первой функции на вторую и произведением первой функции на производную второй, а знаменатель равен квадрату второй функции Геометрический смысл производной - student2.ru .

Пример. Геометрический смысл производной - student2.ru

Производная сложной функции

Теорема. Если функция Геометрический смысл производной - student2.ru определена и дифференцируема на интервале Геометрический смысл производной - student2.ru , причем областью ее значений является интервал Геометрический смысл производной - student2.ru , а функция Геометрический смысл производной - student2.ru определена и дифференцируема на интервале Геометрический смысл производной - student2.ru , то производная сложной функции Геометрический смысл производной - student2.ru существует и равна произведению производной внешней функции по ее аргументу Геометрический смысл производной - student2.ru на производную внутренней функции Геометрический смысл производной - student2.ru по ее аргументу Геометрический смысл производной - student2.ru :

Геометрический смысл производной - student2.ru ,

Причем в этой формуле при обозначении производных под штрихом в виде индексов указаны переменные, по которым ведется дифференцирование.

Пример. Геометрический смысл производной - student2.ru Найти производную сложной функции Геометрический смысл производной - student2.ru .

Т. к. данная функция является сложной, то введем в рассмотрение внутреннюю функцию Геометрический смысл производной - student2.ru и внешнюю функцию Геометрический смысл производной - student2.ru . С учетом этих обозначений исходная функция может быть представлена в виде Геометрический смысл производной - student2.ru и для нахождения ее производной применяем формулу Геометрический смысл производной - student2.ru :

Геометрический смысл производной - student2.ru

Наши рекомендации