Ako nájsť derivát, ako vziať derivát? Zapnuté túto lekciu naučíme sa hľadať derivácie funkcií. Pred štúdiom tejto stránky však dôrazne odporúčam, aby ste sa s ňou oboznámili metodický materiál Horúce vzorce pre kurz školskej matematiky. Referenčnú príručku je možné otvoriť alebo stiahnuť na stránke Matematické vzorce a tabuľky. Aj odtiaľ budeme potrebovať Tabuľka derivátov, je lepšie si ho vytlačiť, často sa naň budete musieť odvolávať, a to nielen teraz, ale aj offline.
jesť? Začnime. Mám pre vás dve správy: dobrú a veľmi dobrú. Dobrá správa je táto: aby ste sa naučili nájsť deriváty, nemusíte vedieť a rozumieť tomu, čo je to derivát. Okrem toho definícia derivácie funkcie, matematická, fyzikálna, geometrický význam Vhodnejšie je derivát stráviť neskôr, keďže kvalitné spracovanie teórie si podľa mňa vyžaduje naštudovanie množstva iných tém, ako aj nejaké praktické skúsenosti.
A teraz je našou úlohou technicky zvládnuť tieto isté deriváty. Veľmi dobrou správou je, že naučiť sa brať derivácie nie je také ťažké, existuje pomerne jasný algoritmus na riešenie (a vysvetlenie) napríklad integrálov alebo limitov;
Odporúčam nasledovné poradie štúdia témy:: Najprv tento článok. Potom si musíte prečítať najdôležitejšiu lekciu Derivácia komplexnej funkcie. Tieto dve základné triedy prevezmú vaše schopnosti od nuly. Ďalej sa v článku môžete zoznámiť so zložitejšími derivátmi Komplexné deriváty. Logaritmická derivácia. Ak je latka príliš vysoká, prečítajte si najprv vec Najjednoduchšie typické problémy s derivátmi. Okrem nového materiálu lekcia zahŕňa aj ďalšie, ďalšie jednoduché typy deriváty a je tu skvelá príležitosť na zlepšenie techniky diferenciácie. Okrem toho v testy Takmer vždy existujú úlohy na nájdenie derivácií funkcií, ktoré sú špecifikované implicitne alebo parametricky. Existuje aj taká lekcia: Deriváty implicitných a parametricky definovaných funkcií.
Pokúsim sa vás prístupnou formou, krok za krokom, naučiť, ako nájsť deriváty funkcií. Všetky informácie sú prezentované podrobne, jednoduchými slovami.
V skutočnosti sa okamžite pozrime na príklad:
Príklad 1
Nájdite deriváciu funkcie
Riešenie:
Toto najjednoduchší príklad, nájdite ho v tabuľke derivácií elementárnych funkcií. Teraz sa pozrime na riešenie a analyzujeme, čo sa stalo? A stalo sa ďalšia vec: mali sme funkciu, ktorá sa v dôsledku riešenia zmenila na funkciu.
Zjednodušene povedané, aby ste našli deriváciu funkcie, potrebujete určité pravidlá premeniť na inú funkciu. Pozrite sa znova na tabuľku derivácií - tam sa funkcie menia na iné funkcie. Jedinou výnimkou je exponenciálna funkcia, ktorá sa mení na seba. Operácia nájdenia derivátu sa nazýva diferenciácie .
Označenia: Derivát je označený alebo.
POZOR, DÔLEŽITÉ! Zabudnutie vložiť ťah (kde je to potrebné) alebo nakresliť ťah navyše (kde to nie je potrebné) - VEĽKÁ CHYBA! Funkcia a jej derivácia sú dve rôzne funkcie!
Vráťme sa k našej tabuľke derivátov. Z tejto tabuľky je žiaduce zapamätať si: pravidlá diferenciácie a derivácie niektorých elementárnych funkcií, najmä:
derivácia konštanty:
, kde je konštantné číslo;
derivácia mocninovej funkcie:
, najmä: , , .
Prečo spomínať? Tieto znalosti sú základnými znalosťami o derivátoch. A ak neviete odpovedať na otázku učiteľa „Aká je derivácia čísla?“, tak sa pre vás štúdium na univerzite môže skončiť (osobne poznám dvoch skutočné prípady zo života). Toto sú navyše najčastejšie vzorce, ktoré musíme použiť takmer vždy, keď narazíme na deriváty.
V skutočnosti sú jednoduché tabuľkové príklady zriedkavé, zvyčajne sa pri hľadaní derivácií najskôr použijú pravidlá diferenciácie a až potom tabuľka derivácií elementárnych funkcií.
V tejto súvislosti prejdeme k úvahám pravidlá diferenciácie:
1) Z derivačného znamienka možno (a malo by) vyňať konštantné číslo
Kde je konštantné číslo (konštanta)
Príklad 2
Nájdite deriváciu funkcie
Pozrime sa na tabuľku derivátov. Derivácia kosínusu tam je, ale máme .
Je čas použiť pravidlo, zo znamienka derivácie vyberieme konštantný faktor:
Teraz prevedieme náš kosínus podľa tabuľky:
Výsledok je vhodné trochu „učesať“ - na prvé miesto dajte mínus a zároveň sa zbavte zátvoriek:
2) Derivácia súčtu sa rovná súčtu derivátov
Príklad 3
Nájdite deriváciu funkcie
Rozhodnime sa. Ako ste si už určite všimli, prvý krok, ktorý sa vždy vykoná pri hľadaní derivátu, je, že celý výraz uzavrieme do zátvoriek a vpravo hore umiestnime prvočíslo:
Aplikujme druhé pravidlo:
Upozorňujeme, že na rozlíšenie musia byť vo formulári zastúpené všetky korene a stupne a ak sú v menovateli, posuňte ich nahor. Ako to urobiť, je uvedené v mojich učebných materiáloch.
Teraz si spomeňme na prvé pravidlo diferenciácie - vezmeme konštantné faktory (čísla) mimo derivačného znamienka:
Zvyčajne sa pri riešení tieto dve pravidlá aplikujú súčasne (aby sa znova neprepisoval dlhý výraz).
Všetky funkcie umiestnené pod ťahmi sú elementárne tabuľkové funkcie pomocou tabuľky vykonávame transformáciu:
Môžete nechať všetko tak, ako je, pretože už nie sú žiadne ťahy a derivát sa našiel. Takéto výrazy však zvyčajne zjednodušujú:
Odporúča sa reprezentovať všetky mocniny tohto typu opäť vo forme odmocničiek so zápornými exponentmi. Hoci to nemusíte robiť, nebude to chyba.
Príklad 4
Nájdite deriváciu funkcie
Skúste tento príklad vyriešiť sami (odpovedzte na konci hodiny). Záujemcovia môžu využiť aj intenzívny kurz vo formáte pdf, čo je obzvlášť dôležité, ak máte k dispozícii veľmi málo času.
3) Derivácia súčinu funkcií
Zdá sa, že analógia naznačuje vzorec ...., ale prekvapením je, že:
Toto je nezvyčajné pravidlo (ako v skutočnosti ostatní) vyplýva z definície derivátov. S teóriou sa však zatiaľ zdržíme – teraz je dôležitejšie naučiť sa, ako vyriešiť:
Príklad 5
Nájdite deriváciu funkcie
Tu máme súčin dvoch funkcií v závislosti od .
Najprv použijeme naše podivné pravidlo a potom transformujeme funkcie pomocou derivačnej tabuľky:
ťažké? Vôbec nie, celkom prístupné aj na čajník.
Príklad 6
Nájdite deriváciu funkcie
Táto funkcia obsahuje súčet a súčin dvoch funkcií - kvadratická trojčlenka a logaritmus. Zo školy si pamätáme, že násobenie a delenie má prednosť pred sčítaním a odčítaním.
Tu je to rovnaké. NAJPRV používame pravidlo diferenciácie produktov:
Teraz pre zátvorku používame prvé dve pravidlá:
V dôsledku uplatnenia pravidiel diferenciácie pod ťahmi nám ostanú len elementárne funkcie pomocou tabuľky derivácií ich premeníme na ďalšie funkcie:
Pripravený.
S určitými skúsenosťami s hľadaním derivátov sa zdá, že jednoduché deriváty netreba tak podrobne popisovať. Vo všeobecnosti sa o nich rozhoduje ústne a hneď sa to aj zapíše .
Príklad 7
Nájdite deriváciu funkcie
Toto je príklad pre nezávislé rozhodnutie(odpoveď na konci hodiny)
4) Derivácia kvocientových funkcií
V strope sa otvoril poklop, neľakajte sa, je to porucha.
Ale toto je krutá realita:
Príklad 8
Nájdite deriváciu funkcie
Čo tu chýba – súčet, rozdiel, súčin, zlomok…. Čím mám začať?! Existujú pochybnosti, neexistujú žiadne pochybnosti, ale TAKTO Najprv nakreslite zátvorky a umiestnite ťah vpravo hore:
Teraz sa pozrieme na výraz v zátvorkách, ako ho môžeme zjednodušiť? IN v tomto prípade všimneme si faktor, že podľa prvého pravidla je vhodné vyňať znamienko derivácie.
Problém nájdenia derivácie danej funkcie je jedným z hlavných v kurze matematiky stredná škola a vo vyššom vzdelávacie inštitúcie. Nie je možné úplne preskúmať funkciu a zostaviť jej graf bez toho, aby sme vzali jej deriváciu. Deriváciu funkcie možno ľahko nájsť, ak poznáte základné pravidlá diferenciácie, ako aj tabuľku derivácií základných funkcií. Poďme zistiť, ako nájsť deriváciu funkcie.
Derivácia funkcie je hranica pomeru prírastku funkcie k prírastku argumentu, keď má prírastok argumentu tendenciu k nule.
Pochopenie tejto definície je dosť ťažké, keďže pojem limit v naplno neštudoval v škole. Ale s cieľom nájsť deriváty rôzne funkcie, definícii nie je potrebné rozumieť, nechajme to na matematikov a prejdime rovno k hľadaniu derivácie.
Proces hľadania derivátu sa nazýva diferenciácia. Keď derivujeme funkciu, dostaneme novú funkciu.
Na ich označenie použijeme písmená f, g atď.
Existuje mnoho rôznych označení pre deriváty. Použijeme ťah. Napríklad písanie g“ znamená, že nájdeme deriváciu funkcie g.
Tabuľka derivátov
Aby bolo možné odpovedať na otázku, ako nájsť deriváciu, je potrebné poskytnúť tabuľku derivácií hlavných funkcií. Na výpočet derivácií elementárnych funkcií nie je potrebné vykonávať zložité výpočty. Stačí sa len pozrieť na jeho hodnotu v tabuľke derivátov.
- (sin x)"=cos x
- (cos x)"= -sin x
- (x n)" = n x n-1
- (e x)" = e x
- (ln x)" = 1/x
- (a x)"=a x ln a
- (log a x)"=1/x ln a
- (tg x)" = 1/cos 2 x
- (ctg x)"= – 1/sin 2 x
- (arcsin x)"= 1/√(1-x 2)
- (arccos x)"= - 1/√(1-x 2)
- (arctg x)"= 1/(1+x 2)
- (arcctg x)"= - 1/(1+x 2)
Príklad 1. Nájdite deriváciu funkcie y=500.
Vidíme, že toto je konštanta. Z tabuľky derivácií je známe, že derivácia konštanty sa rovná nule (vzorec 1).
Príklad 2. Nájdite deriváciu funkcie y=x 100.
Toto výkonová funkcia ktorého exponent je 100 a na nájdenie jeho derivácie je potrebné funkciu vynásobiť exponentom a znížiť ju o 1 (vzorec 3).
(x 100)" = 100 x 99
Príklad 3. Nájdite deriváciu funkcie y=5 x
Toto exponenciálna funkcia, vypočítajme jeho deriváciu pomocou vzorca 4.
Príklad 4. Nájdite deriváciu funkcie y= log 4 x
Deriváciu logaritmu nájdeme pomocou vzorca 7.
(log 4 x)" = 1/x ln 4
Pravidlá diferenciácie
Poďme teraz zistiť, ako nájsť deriváciu funkcie, ak nie je v tabuľke. Väčšina skúmaných funkcií nie je elementárna, ale ide o kombinácie elementárnych funkcií pomocou jednoduchých operácií (sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie a násobenie číslom). Ak chcete nájsť ich deriváty, musíte poznať pravidlá diferenciácie. Písmená f a g nižšie označujú funkcie a C je konštanta.
1. Konštantný koeficient možno vyňať zo znamienka derivácie
Príklad 5. Nájdite deriváciu funkcie y= 6*x 8
Vyberieme konštantný faktor 6 a diferencujeme iba x 4. Ide o mocninnú funkciu, ktorej deriváciu nájdeme pomocou vzorca 3 v tabuľke derivácií.
(6*x 8)" = 6*(x 8)"=6*8*x 7 = 48* x 7
2. Derivácia súčtu sa rovná súčtu derivátov
(f + g)"=f" + g"
Príklad 6. Nájdite deriváciu funkcie y= x 100 +sin x
Funkcia je súčet dvoch funkcií, ktorých derivácie môžeme nájsť z tabuľky. Pretože (x 100)"=100 x 99 a (sin x)"=cos x. Derivát súčtu sa bude rovnať súčtu týchto derivátov:
(x 100 + hriech x)"= 100 x 99 + cos x
3. Derivácia rozdielu sa rovná rozdielu derivácií
(f – g)"=f" – g"
Príklad 7. Nájdite deriváciu funkcie y= x 100 – cos x
Táto funkcia je rozdielom dvoch funkcií, ktorých derivácie nájdeme aj z tabuľky. Potom sa derivácia rozdielu rovná rozdielu derivácií a nezabudnite zmeniť znamienko, pretože (cos x)"= – sin x.
(x 100 – cos x)"= 100 x 99 + hriech x
Príklad 8. Nájdite deriváciu funkcie y=e x +tg x– x 2.
Táto funkcia má súčet aj rozdiel; nájdime deriváty každého výrazu:
(e x)"=e x, (tg x)"=1/cos 2 x, (x 2)"=2 x. Potom sa derivácia pôvodnej funkcie rovná:
(e x + tg x– x 2)"= e x +1/cos 2 x –2 x
4. Derivát produktu
(f * g)"=f" * g + f * g"
Príklad 9. Nájdite deriváciu funkcie y= cos x *e x
Aby sme to dosiahli, najprv nájdeme deriváciu každého faktora (cos x)"=–sin x a (e x)"=e x. Teraz nahraďme všetko do vzorca produktu. Deriváciu prvej funkcie vynásobíme druhou a súčin prvej funkcie pripočítame deriváciou druhej.
(cos x* e x)"= e x cos x – e x *sin x
5. Derivácia kvocientu
(f / g) "= f" * g - f * g" / g 2
Príklad 10. Nájdite deriváciu funkcie y= x 50 /sin x
Aby sme našli deriváciu kvocientu, najprv nájdeme deriváciu čitateľa a menovateľa oddelene: (x 50)"=50 x 49 a (sin x)"= cos x. Dosadením derivácie kvocientu do vzorca dostaneme:
(x 50 /sin x)"= 50x 49 *sin x – x 50 *cos x/sin 2 x
Derivácia komplexnej funkcie
Komplexná funkcia je funkcia reprezentovaná zložením viacerých funkcií. Existuje aj pravidlo na nájdenie derivácie komplexnej funkcie:
(u (v))"=u"(v)*v"
Poďme zistiť, ako nájsť deriváciu takejto funkcie. Nech y= u(v(x)) je komplexná funkcia. Nazvime funkciu u externá a v - vnútorná.
Napríklad:
y=sin (x 3) je komplexná funkcia.
Potom y=sin(t) je externá funkcia
t=x 3 - interné.
Skúsme vypočítať deriváciu tejto funkcie. Podľa vzorca musíte vynásobiť deriváty vnútorných a vonkajších funkcií.
(sin t)"=cos (t) - derivácia vonkajšej funkcie (kde t=x 3)
(x 3)"=3x 2 - derivácia vnútornej funkcie
Potom (sin (x 3))"= cos (x 3)* 3x 2 je derivácia komplexnej funkcie.
Dátum: 05.10.2015
Ako nájsť derivát?
Pravidlá diferenciácie.
Ak chcete nájsť derivát akejkoľvek funkcie, musíte ovládať iba tri koncepty:
2. Pravidlá diferenciácie.
3. Derivácia komplexnej funkcie.
Presne v tomto poradí. Je to náznak.)
Samozrejme, bolo by pekné mať predstavu o derivátoch vo všeobecnosti). Čo je to derivácia a ako pracovať s tabuľkou derivácií je jasne vysvetlené v predchádzajúcej lekcii. Tu sa budeme zaoberať pravidlami diferenciácie.
Diferenciácia je operácia hľadania derivátu. Za týmto pojmom sa už nič viac neskrýva. Tie. výrazov "nájdi deriváciu funkcie" A "rozlíšiť funkciu"- To je to isté.
Výraz "pravidlá diferenciácie" sa týka nájdenia derivátu z aritmetických operácií. Toto pochopenie veľmi pomáha vyhnúť sa zmätku vo vašej hlave.
Sústreďme sa a zapamätajme si všetky, všetky, všetky aritmetické operácie. Sú štyri). Sčítanie (súčet), odčítanie (rozdiel), násobenie (súčin) a delenie (kvocient). Tu sú pravidlá diferenciácie:
Doska ukazuje päť pravidlá na štyri aritmetické operácie. Neprišiel som do skratky.) Ide len o to, že pravidlo 4 je elementárnym dôsledkom pravidla 3. Je však také populárne, že má zmysel písať ho (a pamätať si!) ako nezávislý vzorec.
Pod označeniami U A V niektoré (absolútne akékoľvek!) funkcie sú implikované U(x) A V(x).
Pozrime sa na pár príkladov. Po prvé - tie najjednoduchšie.
Nájdite deriváciu funkcie y=sinx - x 2
Tu máme rozdiel dve základné funkcie. Aplikujeme pravidlo 2. Budeme predpokladať, že sinx je funkcia U a x 2 je funkcia V. Máme plné právo napísať:
y" = (sinx - x 2)" = (sinx)"- (x 2)"
To je lepšie, však?) Zostáva len nájsť deriváty sínusu a druhej mocniny x. Na to existuje tabuľka derivátov. Len hľadáme funkcie, ktoré potrebujeme v tabuľke ( sinx A x 2), pozrite sa, aké deriváty majú, a napíšte odpoveď:
y" = (sinx)" - (x 2)" = cosx - 2x
To je všetko. Pravidlo 1 súčtovej diferenciácie funguje úplne rovnako.
Čo ak máme viacero výrazov? Žiadny problém.) Funkciu rozdelíme na členy a hľadáme deriváciu každého člena nezávisle od ostatných. Napríklad:
Nájdite deriváciu funkcie y=sinx - x 2 + cosx - x +3
Smelo píšeme:
y" = (sinx)" - (x 2)" + (cosx)" - (x)" + (3)"
Na konci lekcie dám tipy, ako si uľahčiť život pri rozlišovaní.)
1. Pred diferenciáciou skontrolujte, či je možné pôvodnú funkciu zjednodušiť.
2. V zložitých príkladoch podrobne popíšeme riešenie so všetkými zátvorkami a pomlčkami.
3. Pri rozlišovaní zlomkov s konštantné číslo v menovateli premeňte delenie na násobenie a použite pravidlo 4.
Riešenie fyzikálnych úloh alebo príkladov v matematike je úplne nemožné bez znalosti derivácie a metód na jej výpočet. Derivát je jedným z najdôležitejších pojmov matematická analýza. Dnešný článok sme sa rozhodli venovať tejto zásadnej téme. Čo je to derivácia, aký je jej fyzikálny a geometrický význam, ako vypočítať deriváciu funkcie? Všetky tieto otázky možno spojiť do jednej: ako porozumieť derivátu?
Geometrický a fyzikálny význam derivácie
Nech existuje funkcia f(x) , špecifikované v určitom intervale (a, b) . Do tohto intervalu patria body x a x0. Keď sa zmení x, zmení sa aj samotná funkcia. Zmena argumentu - rozdiel v jeho hodnotách x-x0 . Tento rozdiel je napísaný ako delta x a nazýva sa prírastok argumentov. Zmena alebo prírastok funkcie je rozdiel medzi hodnotami funkcie v dvoch bodoch. Definícia derivátu:
Derivácia funkcie v bode je limitom pomeru prírastku funkcie v danom bode k prírastku argumentu, keď ten má tendenciu k nule.
Inak sa to dá napísať aj takto:
Aký má zmysel nájsť takúto hranicu? A tu je to, čo to je:
derivácia funkcie v bode sa rovná dotyčnici uhla medzi osou OX a dotyčnici ku grafu funkcie v danom bode.
![](https://i1.wp.com/zaostorage.ru/blog/2017/11/i.jpg)
Fyzický význam derivát: derivácia dráhy vzhľadom na čas sa rovná rýchlosti priamočiareho pohybu.
V skutočnosti už od školských čias každý vie, že rýchlosť je osobitná cesta x=f(t) a čas t . Priemerná rýchlosť za určité časové obdobie:
Ak chcete zistiť rýchlosť pohybu v danom okamihu t0 musíte vypočítať limit:
Pravidlo jedna: nastavte konštantu
Konštantu možno vyňať z derivačného znamienka. Okrem toho sa to musí urobiť. Pri riešení príkladov v matematike to berte ako pravidlo - Ak môžete zjednodušiť výraz, určite ho zjednodušte .
Príklad. Vypočítajme deriváciu:
Pravidlo dva: derivácia súčtu funkcií
Derivácia súčtu dvoch funkcií sa rovná súčtu derivácií týchto funkcií. To isté platí pre deriváciu rozdielu funkcií.
Nebudeme dávať dôkazy o tejto vete, ale uvažujme skôr o praktickom príklade.
Nájdite deriváciu funkcie:
Pravidlo tri: derivácia súčinu funkcií
Derivácia súčinu dvoch diferencovateľných funkcií sa vypočíta podľa vzorca:
Príklad: nájdite deriváciu funkcie:
Riešenie:
Tu je dôležité hovoriť o výpočte derivátov komplexných funkcií. Derivácia komplexnej funkcie sa rovná súčinu derivácie tejto funkcie vzhľadom na stredný argument a derivácie stredného argumentu vzhľadom na nezávislú premennú.
Vo vyššie uvedenom príklade sa stretneme s výrazom:
V tomto prípade je stredný argument 8-násobok ku piatej mocnine. Aby sme mohli vypočítať deriváciu takéhoto výrazu, najprv vypočítame deriváciu externej funkcie vzhľadom na stredný argument a potom vynásobíme deriváciou samotného stredného argumentu vzhľadom na nezávislú premennú.
Pravidlo štyri: derivácia podielu dvoch funkcií
Vzorec na určenie derivácie podielu dvoch funkcií:
Snažili sme sa hovoriť o derivátoch pre figuríny od začiatku. Táto téma nie je taká jednoduchá, ako sa zdá, takže buďte varovaní: v príkladoch sa často vyskytujú úskalia, preto buďte opatrní pri výpočte derivátov.
S akýmikoľvek otázkami na túto a iné témy sa môžete obrátiť na študentský servis. V krátkom čase vám pomôžeme vyriešiť najťažší test a pochopiť úlohy, aj keď ste ešte nikdy nerobili derivačné výpočty.