Производная функции ИТ 1
- Правила дифференцирования:
$$(k\cdot f(x))'= k\cdot f'(x)$$, где $$k$$ - число;
$$(u+v)'= u' + v'$$, где $$u=f_1(x)$$, $$v=f_2(x)$$. - Производная сложной функции:
$$(\sqrt{g(x)})'=\frac{g'(x)}{2\sqrt{g(x)}}$$.
- Найдем производную функции:
$$y'=\frac{(5x^2-2x+1)'}{2\sqrt{5x^2-2x+1}}$$,
$$y'=\frac{10x-2}{2\sqrt{5x^2-2x+1}}$$,
$$y'=\frac{5x-1}{\sqrt{5x^2-2x+1}}$$. - Найдем значение производной в точке $$x=1$$:
$$y'(1)=\frac{5-1}{\sqrt{5-2+1}}=\frac{4}{\sqrt{4}}=2$$.
- $$a'=0$$;
- $$(x^a)'= a\cdot x^{a-1}$$;
- $$x'=1$$.
Дифференциал функции $$y=4^x+x^4$$ имеет вид:
Дифференциал функции $$y=f(x)$$ находят по формуле:
$$dy=f{}'\left ( x \right )\cdot dx$$.
- Найдем производную функции:
$$y'=(4^{x})'+(x^{4})'$$,
$$y'=4^{x}\ln 4+4x^{3}$$. - Найдем дифференциал функции:
$$dy=(4^{x}\ln 4+4x^{3})dx$$.
- степенной функции $${\left (x^{a} \right )}'=a\cdot x^{a-1}$$;
- показательной функции $${\left (a^{x} \right )}'=a^{x}\cdot \ln a$$.
Если функция имеет вид $$y=xe^{5x}$$, то значение выражения $$y{}'(0)$$ равно:
- Правило дифференцирования:
$$\left (u\cdot v \right ){}'=u{}'\cdot v+u\cdot v{}'$$, где $$u$$ и $$v$$ – функции. - Производные функций:
$$x{}'=1,$$
$$\left (e^{g(x)} \right ){}'=e^{g(x)} (g(x)){}'$$.
- Найдем производную произведения функций:
$$y{}'=x{}'\cdot e^{5x}+x\cdot (e^{5x}){}'$$,
$$y{}'=1\cdot e^{5x} +x\cdot e^{5x}\cdot (5x){}'$$,
$$y{}'=e^{5x} \cdot (1+5x)$$. - Найдем значение производной в точке $$x=0$$:
$$f{}'(0)=e^0\cdot (1+0)=1$$.
При $$a\neq 0$$ справедливо равенство:
$$a^0=1$$.
- $$(g^n (x))′=ng^{n−1} ( x)\cdot g'(x)$$;
- $$(\textrm{sin} g (x))′=\textrm{cos} g ( x )\cdot g'(x)$$.
$$\textrm{sin} 2 x=2\textrm{sin} x \textrm{cos} x$$.
Производная функции $$y=4\textrm{sin}^4x-4\textrm{cos}^4x$$ имеет вид:
- Производная сложной функции:
$$(\textrm{cos} g(x)){}'=-\textrm{sin}g(x)\cdot g{}'(x)$$. - Формулы тригонометрии:
$$\textrm{cos}2x=\textrm{cos}^{2}x-\textrm{sin}^{2}x$$;
$$\textrm{sin}^2x+\textrm{cos}^2x=1$$.
- Запишем функцию в виде:
$$y=4\left (\textrm{sin}^{4}x-\textrm{cos}^{4} x\right )$$,
$$y=4\left (\textrm{sin}^{2} x-\textrm{cos}^{2}x\right )\left (\textrm{sin}^{2}x+\textrm{cos}^{2} x\right )$$,
$$y= -4\textrm{cos}2x$$. - Найдем производную:
$$y{}'=-4\cdot \left (-\textrm{sin}2x \right )\cdot {\left (2x \right )}'$$,
$$y{}'=8\textrm{sin}2x$$.
Если не преобразовывать функцию, то необходимо применять правило:
$$\left (g^{n}(x) \right ){}'=ng^{n-1}(x)\cdot g{}'\left (x \right )$$.
- Свойства логарифмов:
$$\textrm{log}_{a}b^{n}=n \cdot \textrm{log}_{a} b$$;
$$\textrm{log}_{a}\frac{b}{c}= \textrm{log}_{a}b-\textrm{log}_{a}c$$. - Правила дифференцирования:
$$ (k \cdot(f(x))'=k \cdot f(x)' $$, где $$k$$ – число;
$$(u+v)'= u' +v'$$, где $$u=f_{1}(x)$$, $$v=f_{2}(x)$$. - Производные функций:
$$a'=0$$;
$$x'=1$$;
$$(\textrm{ln}(g(x)))'= \frac{1}{g(x)} \cdot g'(x)$$.
- Преобразуем функцию:
$$f(x)=\ln\left (\frac{2x+5}{5-2x} \right )^{\frac{1}{2}}$$,
$$f(x)=\frac{1}{2}\ln {\frac{2x+5}{5-2x}}$$,
$$f(x)=\frac{1}{2}(\ln (2x+5)-\ln (5-2x))$$. - Найдем производную суммы сложных функций:
$$f{}'\left ( x \right )= \frac{1}{2}\left ({(\ln (2x+5))}'-{(\ln (5-2x))}' \right )$$,
$$f'(x)=\frac{1}{2} \left (\frac{{(2x+5)}'}{2x+5}-\frac{{(5-2x)}'}{5-2x} \right)$$,
$$f'(x)=\frac{1}{2}\left ( \frac{2}{2x+5}-\frac{-2}{5-2x} \right )$$,
$$f'(x)=\frac{2}{2} \left (\frac{1}{2x+5}+\frac{-1}{2x-5} \right)$$,
$$f'(x)=\frac{10}{25-4x^{2}}$$. - Найдем значение выражения:
$$0,2{f}'(0)$$$$=\frac{0,2\cdot10 }{25}=0,08$$.
Натуральный логарифм числа $$b$$ записывают:
$$\textrm{log}_{e} b$$ или $$\textrm{ln} b$$,
где $$e$$ – иррациональное число и $$e= 2,718281828459045...$$
Если функция имеет вид $$y=\frac{\sqrt{x}+5}{2-x}$$, то значение производной этой функции в точке $$x_{0}=1$$ равно:
- Правило дифференцирования:
$$\left (\frac{u}{v} \right ){}'=\frac{u{}'v-uv{}'}{v^2}$$, где $$u$$ и $$v$$ – функции.
- Производные элементарных функций:
$${a}'=0$$,
$${x}'=1$$,
$${(\sqrt{x})}'=\frac{1}{2\sqrt{x}}$$.
- Найдем производную частного функций:
$$y{}'=\frac{\left (\sqrt{x}+5 \right ){}'(2-x)-\left ({\sqrt{x}}+5 \right )(2-x){}'}{(2-x)^2}$$,
$$y{}'=\frac{\frac{1}{2\sqrt{x}}\cdot (2-x)-(\sqrt{x}+5)\cdot (-1)}{(2-x)^2}$$,
$$y{}'=\frac{\frac{2-x}{2\sqrt{x}}+\sqrt{x}+5}{(2-x)^2}$$,
$$y{}'=\frac{2+x+10\sqrt{x}}{2\sqrt{x}(2-x)^2}$$. - Найдем значение производной в точке $$x=1$$:
$$y{}'(1)=\frac{2+1+10}{2\cdot 1\cdot 1}=6,5$$.
Различайте:
- $${\left ( \frac{u}{v} \right )}'=\frac{{u}'v-u{v}'}{v^{2}}$$, где $$u$$ и $$v$$ – функции;
- $${\left ( \frac{u}{k} \right )}'=\frac{1}{k} \cdot {u}'$$, где $$k$$ – число;
- $${\left ( \frac{k}{v} \right )}'=k \cdot {\left (\frac{1}{v} \right )}'$$, где $$k$$ – число.
- Производная сложной функции:
$$(\textrm{arccos} g (x))'=-\frac {g'(x)}{\sqrt {1-g^2(x)}}$$. - Дифференциал функции $$y= f(x)$$:
$$dy=f'(x)\cdot dx$$.
- Найдем производную функции:
$$y'=-\frac {(3x)'}{\sqrt{1-9x^2}}$$,
$$y'=-\frac {3}{\sqrt{1-9x^2}}$$. - Найдем дифференциал функции:
$$dy=-\frac {3dx}{\sqrt{1-9x^2}}$$. - Найдем значение дифференциала в точке $$x=0$$:
$$dy=-\frac {3dx}{\sqrt{1-0}}$$,
$$dy=-3dx$$.
- Свойства степеней:
$$\sqrt[n]{a}=a^{\frac{1}{n}}$$;
$$\sqrt[n]{a^m}=a^{\frac{m}{n}}$$;
$$a^{-n}=\frac{1}{a^n}$$. - Производная сложной функции:
$$(g^n(x))'=n\cdot g^{n-1}(x)\cdot {g}'(x)$$.
- Запишем функцию в виде:
$$y=(3-3x^2)^{\frac{1}{3}}$$. - Найдем производную функции:
$$y'=\frac{1}{3}(3-3x^2)^{\frac{1}{3}-1}(3-3x^2)'$$;
$$y'= \frac{1}{3}(3-3x^2)^{\frac{-2}{3}}(-6x)$$;
$$y'=-\frac{2x}{\sqrt[3]{(3-3x^2)^2}}$$. - Найдем значение производной в точке $$x=-2$$:
$$y'(-2)=\frac{4}{\sqrt[3]{81}}=\frac{4}{3\sqrt[3]{3}}$$.
- $$(k\cdot f(x))'=k \cdot f'(x)$$, где $$k$$ – число;
- $$(u+v)'=u'+v'$$, где $$u= f_1 ( x )$$, $$v= f_2 ( x )$$.
Значение производной функции $$f(x)=\frac{x^3-4+2\sqrt{x^3}+10x}{2x}$$ в точке $$x=4$$ равно:
- Правила дифференцирования:$$ (k \cdot(f(x))'=k \cdot f(x)' $$, где $$k$$ – число;$$(u+v)'= u' +v'$$, где $$u=f_{1}(x)$$, $$v=f_{2}(x)$$.
- Производные элементарных функций:
$$a{}'=0, \left (x^a \right ){}'=a\cdot x^{a-1},$$
$$\left (\frac{1}{x} \right ){}'=-\frac{1}{x^2}$$,
$$(\sqrt{x})=\frac{1}{2\sqrt{x}}$$.
- Запишем функцию в виде:
$$f(x)=\frac{x^3}{2x}-\frac{4}{2x}+\frac{2x\sqrt{x}}{2x}+\frac{10x}{2x}$$,
$$f(x)=\frac{x^{2}}{2}-\frac{2}{x}+\sqrt{x}+5$$. - Запишем производную суммы:
$${f}'(x)={\left ( \frac{x^2}{2} \right )}'-{\left ( \frac{2}{x} \right )}'+{(\sqrt{x})}'+{5}'$$.
- Вынесем за знаки производных постоянные множители:
$$f{}'(x)=\frac{1}{2}(x^2){}'-2\left ( \frac{1}{x} \right ){}'+(\sqrt{x}){}'+5{}'$$.
- Применим правила нахождения производных элементарных функций:
$$f{}'(x)=\frac{2x^{2-1}}{2}\cdot -2 \left ( -\frac{1}{x^2} \right )+ \frac{1}{2\sqrt{x}}$$,
$$f{}'(x)=x+\frac{2}{x^2}+\frac{1}{2\sqrt{x}}$$. - Найдем значение производной в точке $$x=4$$:
$${f}'(4)=4+0,125+0,25=4,375$$.
Если бы мы не преобразовали функцию (не представили ее в виде суммы элементарных функций), то необходимо было бы применять правило:
$$\left (\frac{u}{v} \right ){}'=\frac{u{}'v-uv{}'}{v^2}$$, где $$u$$ и $$v$$ – функции.
