Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Теоретический материал

Читайте также:
  1. D - группировка и разработка статистического материала.
  2. II. Изучение нового материала
  3. III) Изучение нового материала.
  4. III. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
  5. IV МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
  6. IV. Материалы и полуфабрикаты
  7. IV. Сырье и материалы

ТЕМА 14.

ПРОИЗВОДНАЯ ФУНКЦИИ

План:

  1. Производная функции, ее физический и геометрический смысл.
  2. Определение интервалов возрастания и убывания, точек экстремума функции.
  3. Определение интервалов выпуклости и вогнутости функции, точек перегиба функции.
  4. Определение асимптот графика функции.
  5. Построение графиков функций средствами дифференциального исчисления.

Литература

  1. Баврин, И.И. Высшая математика: учеб. для студ. естественно-научных спец. пед. вузов/ И.И. Баврин. - М.: Издательский центр «Академия»., 2004.– 616 с.
  2. Баврин, И.И. Математический анализ: учебник./ И.И. Баврин, М.: Высш. шк., 2006 – 327 с.
  3. Данко П. Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: учеб. пособ. для вузов. В 2 ч. Ч. 1. / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова. – М.: Мир и Образование, 2003. – 304 с.

 

Теоретический материал

1.1 ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПРОИЗВОДНОЙ

Из физики известно, что закон равномерного движения имеет вид s = v·t, где s – путь, пройденный к моменту времени t, v – скорость равномерного движения. Пусть материальная точка движется по прямой в одном направлении по закону s=s(t).

Отметим некоторый момент времени t 0. К этому моменту точка прошла путь s=s(t 0 ). Определим скорость v материальной точки в момент времени t 0.

Для этого рассмотрим какой-нибудь другой момент времени t 0 + Δ t. Ему соответствует пройденный путь s =s(t 0 + Δ t). Тогда за промежуток времени Δ t точка прошла путь Δs =s(t 0 + Δ t)s(t).

Рассмотрим отношение . Оно называется средней скоростью в промежутке времени Δ t. Средняя скорость не может точно охарактеризовать быстроту перемещения точки в момент t 0 (т.к. движение неравномерно). Для того, чтобы точнее выразить эту истинную скорость с помощью средней скорости, нужно взять меньший промежуток времени Δ t.

Итак, скоростью движения в данный момент времени t 0 (мгновенной скоростью) называется предел средней скорости в промежутке от t 0 до t 0t, когда Δ t →0:

,

т.е. скорость неравномерного движения это производная от пройденного пути по времени.

 

1.2 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПРОИЗВОДНОЙ

Введем сначала определение касательной к кривой в данной точке.

Пусть имеем кривую и на ней фиксированную точку М0 (см. рисунок).Рассмотрим другую точку М этой кривой и проведем секущую M0M. Если точка М начинает перемещаться по кривой, а точка М0 остается неподвижной, то секущая меняет свое положение. Если при неограниченном приближении точки М по кривой к точке М0 с любой стороны секущая стремится занять положение определенной прямой М0Т, то прямая М0Т называется касательной к кривой в данной точке М0.

Т.о., касательной к кривой в данной точке М0 называется предельное положение секущей М0М, когда точка М стремится вдоль кривой к точке М0.

Рассмотрим теперь непрерывную функцию y=f(x) и соответствующую этой функции кривую. При некотором значении х 0 функция принимает значение y0=f(x0). Этим значениям x 0 и y 0 на кривой соответствует точка М0(x0; y0). Дадим аргументу x0 приращение Δ х. Новому значению аргумента соответствует наращенное значение функции y 0y=f(x 0–Δ x). Получаем точку М(x0x; y0y). Проведем секущую М0М и обозначим через φ угол, образованный секущей с положительным направлением оси Ox. Составим отношение и заметим, что .

Если теперь Δ x →0, то в силу непрерывности функции Δ у →0, и поэтому точка М, перемещаясь по кривой, неограниченно приближается к точке М0. Тогда секущая М0М будет стремиться занять положение касательной к кривой в точке М0, а угол φ→α при Δ x →0, где через α обозначили угол между касательной и положительным направлением оси Ox. Поскольку функция tg φ непрерывно зависит от φ при φ≠π/2 то при φ→α tg φ → tg α и, следовательно, угловой коэффициент касательной будет:

т.е. f '(x0) = tg α.

Т.о., геометрически f '(x0) представляет угловой коэффициент касательной к графику этой функции в точке x0, т.е. при данном значении аргумента x, производная равна тангенсу угла, образованного касательной к графику функции f(x) в соответствующей точке М0 (x; y) с положительным направлением оси Ox.

Пример. Найти угловой коэффициент касательной к кривой у = х 2 в точке М (-1; 1).

Ранее мы уже видели, что (x 2)' = 2 х. Но угловой коэффициент касательной к кривой есть tg α = y '|x=-1 = – 2.

 


Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 46 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)