O'yinlar

Murakkab funktsiyaning hosilasi teng. Murakkab funktsiyaning hosilasi. Kuch-ko'rsatkichli funktsiyaning hosilasi

Matematikada fizik masalalar yoki misollarni yechish hosila va uni hisoblash usullarini bilmasdan turib mutlaqo mumkin emas. Hosila matematik tahlildagi eng muhim tushunchalardan biridir. Biz bugungi maqolani ushbu asosiy mavzuga bag'ishlashga qaror qildik. Hosila nima, uning fizik va geometrik ma'nosi nima, funktsiyaning hosilasi qanday hisoblanadi? Bu savollarning barchasini bittaga birlashtirish mumkin: lotinni qanday tushunish kerak?

Hosilning geometrik va fizik ma'nosi

Funktsiya mavjud bo'lsin f(x) , ma'lum bir oraliqda ko'rsatilgan (a, b) . X va x0 nuqtalari shu intervalga tegishli. X o'zgarganda, funktsiyaning o'zi o'zgaradi. Argumentni o'zgartirish - uning qiymatlaridagi farq x-x0 . Bu farq quyidagicha yoziladi delta x va argument o'sishi deb ataladi. Funktsiyaning o'zgarishi yoki ortishi - bu funktsiyaning ikki nuqtadagi qiymatlari orasidagi farq. lotin ta'rifi:

Funktsiyaning nuqtadagi hosilasi - bu funksiyaning ma'lum nuqtadagi o'sishining argumentning o'sishiga nisbati chegarasi, bu nolga intiladi.

Aks holda shunday yozilishi mumkin:

Bunday chegarani topishning nima keragi bor? Va bu nima:

nuqtadagi funktsiyaning hosilasi OX o'qi orasidagi burchak tangensiga va berilgan nuqtadagi funksiya grafigiga teginishga teng.

Hosilning fizik ma'nosi: yo'lning vaqtga nisbatan hosilasi to'g'ri chiziqli harakat tezligiga teng.

Darhaqiqat, maktab davridan beri hamma tezlikni o'ziga xos yo'l ekanligini biladi x=f(t) va vaqt t . Muayyan vaqt oralig'idagi o'rtacha tezlik:

Bir vaqtning o'zida harakat tezligini aniqlash t0 limitni hisoblashingiz kerak:

Birinchi qoida: doimiyni o'rnating

Konstantani hosila belgisidan chiqarish mumkin. Bundan tashqari, buni qilish kerak. Matematikadan misollarni yechayotganda, uni qoida sifatida qabul qiling - Agar siz ifodani soddalashtira olsangiz, uni soddalashtirishga ishonch hosil qiling .

Misol. Keling, hosilani hisoblaylik:

Ikkinchi qoida: funksiyalar yig'indisining hosilasi

Ikki funktsiya yig'indisining hosilasi bu funksiyalarning hosilalari yig'indisiga teng. Xuddi shu narsa funksiyalar farqining hosilasi uchun ham amal qiladi.

Biz bu teoremaning isbotini keltirmaymiz, balki amaliy misolni ko'rib chiqamiz.

Funktsiyaning hosilasini toping:

Uchinchi qoida: funksiyalar mahsulotining hosilasi

Ikki differentsiallanuvchi funktsiyaning hosilasi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Misol: funktsiyaning hosilasini toping:

Yechim:

Bu yerda murakkab funksiyalarning hosilalarini hisoblash haqida gapirish muhim. Murakkab funktsiyaning hosilasi bu funktsiyaning oraliq argumentga nisbatan hosilasi va mustaqil o'zgaruvchiga nisbatan oraliq argumentning hosilasi ko'paytmasiga teng.

Yuqoridagi misolda biz quyidagi iboraga duch kelamiz:

Bunday holda, oraliq argument beshinchi darajaga 8x. Bunday ifodaning hosilasini hisoblash uchun birinchi navbatda tashqi funktsiyaning oraliq argumentga nisbatan hosilasini hisoblab chiqamiz, so'ngra mustaqil o'zgaruvchiga nisbatan oraliq argumentning hosilasiga ko'paytiramiz.

To'rtinchi qoida: ikkita funktsiyaning ko'rsatkichining hosilasi

Ikki funktsiyaning bo'linmasining hosilasini aniqlash formulasi:

Biz noldan dummies uchun derivativlar haqida gapirishga harakat qildik. Bu mavzu ko'rinadigan darajada oddiy emas, shuning uchun ogohlantiring: misollarda ko'pincha tuzoqlar mavjud, shuning uchun lotinlarni hisoblashda ehtiyot bo'ling.

Ushbu va boshqa mavzular bo'yicha har qanday savollar bilan siz talabalar xizmatiga murojaat qilishingiz mumkin. Qisqa vaqt ichida biz sizga eng qiyin testni yechishga va vazifalarni tushunishga yordam beramiz, hatto siz ilgari hech qachon lotin hisob-kitoblarini qilmagan bo'lsangiz ham.

Eslash juda oson.

Xo'sh, uzoqqa bormaylik, darhol teskari funktsiyani ko'rib chiqaylik. Qaysi funksiya ko‘rsatkichli funktsiyaga teskari funksiya hisoblanadi? Logarifm:

Bizning holatda, asosiy raqam:

Bunday logarifm (ya'ni, asosli logarifm) "tabiiy" deb ataladi va biz buning uchun maxsus belgidan foydalanamiz: o'rniga yozamiz.

Bu nimaga teng? Albatta, .

Tabiiy logarifmning hosilasi ham juda oddiy:

Misollar:

Funktsiyaning hosilasini toping.
Funktsiyaning hosilasi nima?

Javoblar: Eksponensial va natural logarifm hosila nuqtai nazaridan juda oddiy funksiyalardir. Ko‘rsatkichli va logarifmik funksiyalar boshqa bazis bilan boshqa hosilaga ega bo‘ladi, biz ularni keyinroq, differentsiallash qoidalaridan o‘tganimizdan keyin tahlil qilamiz.

Farqlash qoidalari

Nima qoidalari? Yana yangi atama, yana?!...

Differentsiatsiya hosilani topish jarayonidir.

Ana xolos. Bu jarayonni bir so'z bilan yana nima deb atash mumkin? Hosil emas... Matematiklar differensialni funksiyaning bir xil o'sish qismi deb atashadi. Bu atama lotincha differentia - farq so'zidan kelib chiqqan. Bu yerga.

Ushbu qoidalarning barchasini olishda biz ikkita funktsiyadan foydalanamiz, masalan, va. Ularning o'sishi uchun bizga formulalar ham kerak bo'ladi:

Hammasi bo'lib 5 ta qoida mavjud.

Konstanta hosila belgisidan olinadi.

Agar - ba'zi doimiy son (doimiy), keyin.

Shubhasiz, bu qoida farq uchun ham ishlaydi: .

Keling, buni isbotlaylik. Bo'lsin, yoki oddiyroq.

Misollar.

Funksiyalarning hosilalarini toping:

bir nuqtada;
bir nuqtada;
bir nuqtada;
nuqtada.

Yechimlar:

(hosil barcha nuqtalarda bir xil, chunki u chiziqli funktsiyadir, esingizdami?);

Mahsulotning hosilasi

Bu erda hamma narsa o'xshash: keling, yangi funktsiyani kiritamiz va uning o'sishini topamiz:

Hosil:

Misollar:

va funksiyalarining hosilalarini toping;
Funktsiyaning nuqtadagi hosilasini toping.

Yechimlar:

Ko'rsatkichli funktsiyaning hosilasi

Endi sizning bilimingiz faqat ko'rsatkichlarni emas, balki har qanday ko'rsatkichli funktsiyaning hosilasini qanday topishni o'rganish uchun etarli (bu nima ekanligini hali unutdingizmi?).

Xo'sh, qandaydir raqam qaerda.

Biz funktsiyaning hosilasini allaqachon bilamiz, shuning uchun funksiyamizni yangi bazaga qisqartirishga harakat qilaylik:

Buning uchun oddiy qoidadan foydalanamiz: . Keyin:

Mayli, ishladi. Endi hosilani topishga harakat qiling va bu funktsiya murakkab ekanligini unutmang.

Bo'ldimi?

Mana, o'zingizni tekshiring:

Formula ko'rsatkichning hosilasiga juda o'xshash bo'lib chiqdi: u xuddi shunday bo'lib qoldi, faqat bir omil paydo bo'ldi, bu shunchaki raqam, lekin o'zgaruvchi emas.

Misollar:
Funksiyalarning hosilalarini toping:

Javoblar:

Bu shunchaki kalkulyatorsiz hisoblab bo'lmaydigan raqam, ya'ni uni oddiyroq shaklda yozib bo'lmaydi. Shuning uchun biz uni javobda ushbu shaklda qoldiramiz.

E'tibor bering, bu erda ikkita funktsiyaning nisbati mavjud, shuning uchun biz mos keladigan farqlash qoidasini qo'llaymiz:

Ushbu misolda ikkita funktsiyaning mahsuloti:

Logarifmik funktsiyaning hosilasi

Bu erda ham xuddi shunday: siz tabiiy logarifmning hosilasini allaqachon bilasiz:

Shuning uchun, boshqa asosli ixtiyoriy logarifmni topish uchun, masalan:

Biz bu logarifmni bazaga qisqartirishimiz kerak. Logarifm asosini qanday o'zgartirish mumkin? Umid qilamanki, siz ushbu formulani eslaysiz:

Buning o'rniga faqat hozir yozamiz:

Maxraj oddiygina doimiydir (o‘zgarmas son, o‘zgarmaydigan). lotin juda oddiy olinadi:

Eksponensial va logarifmik funktsiyalarning hosilalari Yagona davlat imtihonida deyarli topilmaydi, ammo ularni bilish ortiqcha bo'lmaydi.

Murakkab funktsiyaning hosilasi.

"Murakkab funktsiya" nima? Yo'q, bu logarifm emas, arktangent emas. Ushbu funktsiyalarni tushunish qiyin bo'lishi mumkin (garchi siz logarifmni qiyin deb bilsangiz, "Logarifmlar" mavzusini o'qing va siz yaxshi bo'lasiz), lekin matematik nuqtai nazardan, "murakkab" so'zi "qiyin" degani emas.

Kichkina konveyerni tasavvur qiling: ikki kishi o'tirib, ba'zi narsalar bilan ba'zi harakatlar qilmoqda. Misol uchun, birinchisi shokolad barini o'ramga o'radi, ikkinchisi esa uni lenta bilan bog'laydi. Natijada kompozitsion ob'ekt paydo bo'ladi: shokolad bari o'ralgan va lenta bilan bog'langan. Shokolad barini iste'mol qilish uchun teskari bosqichlarni teskari tartibda bajarish kerak.

Keling, shunga o'xshash matematik quvur liniyasini yarataylik: birinchi navbatda biz sonning kosinusini topamiz, so'ngra olingan sonning kvadratini olamiz. Shunday qilib, bizga raqam (shokolad) beriladi, men uning kosinusini (o'ramini) topaman, keyin men olgan narsamni kvadratga aylantirasiz (uni lenta bilan bog'lang). Nima bo'ldi? Funktsiya. Bu murakkab funktsiyaga misol: uning qiymatini topish uchun biz birinchi amalni to'g'ridan-to'g'ri o'zgaruvchi bilan, so'ngra ikkinchi amalni birinchisidan kelib chiqqan holda bajaramiz.

Boshqa so'z bilan, murakkab funksiya - bu argumenti boshqa funktsiya bo'lgan funktsiya: .

Bizning misolimiz uchun, .

Xuddi shu amallarni teskari tartibda bemalol bajarishimiz mumkin: avval siz uni kvadratga aylantirasiz, keyin esa natijada olingan sonning kosinusini qidiraman: . Natija deyarli har doim boshqacha bo'lishini taxmin qilish oson. Murakkab funktsiyalarning muhim xususiyati: harakatlar tartibi o'zgarganda, funktsiya o'zgaradi.

Ikkinchi misol: (xuddi shunday). .

Oxirgi qilgan amalimiz chaqiriladi "tashqi" funktsiya, va birinchi bajarilgan harakat - mos ravishda "ichki" funktsiya(bu norasmiy nomlar, men ulardan faqat materialni sodda tilda tushuntirish uchun foydalanaman).

Qaysi funktsiya tashqi va qaysi ichki ekanligini aniqlashga harakat qiling:

Javoblar: Ichki va tashqi funktsiyalarni ajratish o'zgaruvchilarni o'zgartirishga juda o'xshaydi: masalan, funktsiyada

Biz birinchi navbatda qanday harakat qilamiz? Birinchidan, sinusni hisoblaymiz va shundan keyingina uni kubga aylantiramiz. Bu shuni anglatadiki, bu ichki funktsiya, lekin tashqi funktsiya.
Va asl vazifasi ularning tarkibi: .
Ichki: ; tashqi: .
Imtihon: .
Ichki: ; tashqi: .
Imtihon: .
Ichki: ; tashqi: .
Imtihon: .
Ichki: ; tashqi: .
Imtihon: .

Biz o'zgaruvchilarni o'zgartiramiz va funktsiyani olamiz.

Xo'sh, endi biz shokolad barimizni ajratib olamiz va hosilani qidiramiz. Jarayon har doim teskari bo'ladi: birinchi navbatda tashqi funktsiyaning hosilasini qidiramiz, keyin natijani ichki funktsiyaning hosilasiga ko'paytiramiz. Asl misolga kelsak, u quyidagicha ko'rinadi:

Yana bir misol:

Shunday qilib, keling, nihoyat rasmiy qoidani shakllantiramiz:

Murakkab funksiyaning hosilasini topish algoritmi:

Bu oddiy ko'rinadi, to'g'rimi?

Keling, misollar bilan tekshiramiz:

Yechimlar:

1) ichki: ;

Tashqi: ;

2) ichki: ;

(Faqat hozircha uni kesishga urinmang! Kosinus ostidan hech narsa chiqmaydi, esingizdami?)

3) Ichki: ;

Tashqi: ;

Bu uch darajali murakkab funktsiya ekanligi darhol ayon bo'ladi: axir, bu allaqachon o'z-o'zidan murakkab funktsiyadir va biz undan ildizni ham chiqaramiz, ya'ni uchinchi harakatni bajaramiz (shokoladni o'rashga soling. va portfeldagi lenta bilan). Ammo qo'rqish uchun hech qanday sabab yo'q: biz hali ham bu funktsiyani odatdagidek tartibda "ochamiz": oxiridan.

Ya'ni, avval ildizni, keyin kosinusni va shundan keyingina qavs ichidagi ifodani farqlaymiz. Va keyin biz hammasini ko'paytiramiz.

Bunday hollarda harakatlarni raqamlash qulay. Ya'ni, biz bilgan narsalarni tasavvur qilaylik. Ushbu ifodaning qiymatini hisoblash uchun amallarni qanday tartibda bajaramiz? Keling, bir misolni ko'rib chiqaylik:

Harakat qanchalik kechroq bajarilsa, mos keladigan funktsiya shunchalik "tashqi" bo'ladi. Harakatlar ketma-ketligi avvalgidek:

Bu erda uy qurish odatda 4 darajali. Keling, harakat tartibini aniqlaylik.

1. Radikal ifoda. .

2. Ildiz. .

3. Sinus. .

4. Kvadrat. .

5. Hammasini birlashtirib:

HOSILA. ASOSIY NARSALAR HAQIDA QISQA

Funktsiyaning hosilasi- funktsiya o'sishining argumentning cheksiz kichik o'sishi uchun argumentning o'sishiga nisbati:

Asosiy hosilalar:

Farqlash qoidalari:

Konstanta hosila belgisidan olinadi:

Yig'indining hosilasi:

Mahsulot hosilasi:

Ko'rsatkichning hosilasi:

Murakkab funktsiyaning hosilasi:

Murakkab funksiyaning hosilasini topish algoritmi:

Biz "ichki" funktsiyani aniqlaymiz va uning hosilasini topamiz.
Biz "tashqi" funktsiyani aniqlaymiz va uning hosilasini topamiz.
Birinchi va ikkinchi nuqtalarning natijalarini ko'paytiramiz.

Murakkab funktsiyaning hosilasi formulasi yordamida hosilalarni hisoblashga misollar keltirilgan.

Tarkib

Shuningdek qarang: Murakkab funktsiyaning hosilasi formulasini isbotlash

Asosiy formulalar

Bu erda biz quyidagi funktsiyalarning hosilalarini hisoblash misollarini keltiramiz:
; ; ; ; .

Agar funktsiyani kompleks funktsiya sifatida quyidagi shaklda ifodalash mumkin bo'lsa:
,
u holda uning hosilasi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
.
Quyidagi misollarda biz ushbu formulani quyidagicha yozamiz:
.
Qayerda.
Bu yerda hosila belgisi ostida joylashgan yoki pastki belgisi farqlash amalga oshiriladigan o'zgaruvchilarni bildiradi.

Odatda, hosilalar jadvallarida x o'zgaruvchidan funksiyalarning hosilalari beriladi. Biroq, x rasmiy parametrdir. X o'zgaruvchisi istalgan boshqa o'zgaruvchi bilan almashtirilishi mumkin. Shuning uchun funktsiyani o'zgaruvchidan farqlashda biz hosilalar jadvalidagi x o'zgaruvchisini shunchaki u o'zgaruvchiga o'zgartiramiz.

Oddiy misollar

1-misol

Murakkab funksiyaning hosilasini toping
.

Berilgan funksiyani ekvivalent shaklda yozamiz:
.
Sanoat jadvalida biz quyidagilarni topamiz:
;
.

Murakkab funktsiyaning hosilasi formulasiga ko'ra, bizda:
.
Bu yerga .

2-misol

Hosilini toping
.

Biz doimiy 5 ni hosila belgisidan chiqaramiz va hosilalar jadvalidan topamiz:
.

.
Bu yerga .

3-misol

Hosilini toping
.

Biz doimiyni chiqaramiz -1 hosila belgisi uchun va hosilalar jadvalidan topamiz:
;
Sanoat jadvalidan biz quyidagilarni topamiz:
.

Murakkab funktsiyaning hosilasi uchun formulani qo'llaymiz:
.
Bu yerga .

Keyinchalik murakkab misollar

Murakkabroq misollarda biz murakkab funksiyani farqlash qoidasini bir necha marta qo'llaymiz. Bunday holda biz lotinni oxiridan hisoblaymiz. Ya'ni, funksiyani uning tarkibiy qismlariga ajratamiz va undan foydalanib, eng oddiy qismlarning hosilalarini topamiz hosilalar jadvali. Biz ham foydalanamiz summalarni farqlash qoidalari, mahsulotlar va fraksiyalar. Keyin almashtirishlarni amalga oshiramiz va murakkab funktsiyaning hosilasi uchun formulani qo'llaymiz.

4-misol

Hosilini toping
.

Formulaning eng oddiy qismini tanlaymiz va uning hosilasini topamiz. .

.
Bu erda biz belgidan foydalandik
.

Olingan natijalardan foydalanib, asl funktsiyaning keyingi qismining hosilasini topamiz. Yig'indini farqlash qoidasini qo'llaymiz:
.

Yana bir bor murakkab funktsiyalarni differentsiallash qoidasini qo'llaymiz.

.
Bu yerga .

5-misol

Funktsiyaning hosilasini toping
.

Formulaning eng oddiy qismini tanlaymiz va hosilalar jadvalidan hosilasini topamiz. .

Biz murakkab funksiyalarni differentsiallash qoidasini qo'llaymiz.
.
Bu yerga
.

Olingan natijalardan foydalanib, keyingi qismni farqlaylik.
.
Bu yerga
.

Keling, keyingi qismni farqlaylik.

.
Bu yerga
.

Endi biz kerakli funksiyaning hosilasini topamiz.

.
Bu yerga
.

Shuningdek qarang:

Ushbu dars “Murakkab funksiyalarning differentsiatsiyasi. Matematika bo'yicha yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish amaliyotidan muammo." Ushbu dars murakkab funktsiyalarni farqlashni o'rganadi. Murakkab funktsiyaning hosilalari jadvali tuzilgan. Bundan tashqari, matematikadan Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish amaliyotidan muammoni hal qilish misoli ko'rib chiqiladi.

Mavzu: Hosil

Dars: Murakkab funktsiyani farqlash. Matematika bo'yicha yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish uchun amaliy topshiriq

Kompleksfunktsiyasi biz allaqachon farqladik, lekin argument chiziqli funktsiya edi, ya'ni biz funktsiyani qanday ajratishni bilamiz. Masalan, . Endi, xuddi shu tarzda, murakkab funktsiyaning hosilalarini topamiz, bu erda chiziqli funktsiya o'rniga boshqa funktsiya bo'lishi mumkin.

Funktsiyadan boshlaylik

Shunday qilib, biz sinusning argumenti kvadratik funktsiya bo'lgan murakkab funktsiyadan sinus hosilasini topdik.

Agar ma'lum bir nuqtada hosilaning qiymatini topish kerak bo'lsa, u holda bu nuqta topilgan hosilaga almashtirilishi kerak.

Shunday qilib, ikkita misolda biz qoida qanday ishlashini ko'rdik farqlash murakkab funktsiyalari.

3. . Shuni eslatib o'tamiz.

8. .

Shunday qilib, biz ushbu bosqichda murakkab funktsiyalarni differentsiallash jadvalini tugatamiz. Keyinchalik, albatta, u yanada umumlashtiriladi, ammo endi hosila bo'yicha aniq muammolarga o'tamiz.

Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish amaliyotida quyidagi vazifalar taklif etiladi.

Funktsiyaning minimalini toping .

ODZ: .

Keling, hosilani topamiz. Eslatib o'tamiz, .

Keling, hosilani nolga tenglashtiramiz. Nuqta ODZga kiritilgan.

Hosilaning doimiy ishorali intervallari (funksiyaning monotonlik oraliqlari) topilsin (1-rasmga qarang).

Guruch. 1. Funksiya uchun monotonlik intervallari .

Keling, bir nuqtani ko'rib chiqaylik va bu ekstremum nuqta yoki yo'qligini bilib olaylik. Ekstremumning etarli belgisi shundan iboratki, hosila nuqtadan o'tganda belgini o'zgartiradi. Bunday holda, hosila belgisini o'zgartiradi, bu ekstremum nuqta ekanligini anglatadi. lotin belgisi "-" dan "+" ga o'zgarganligi sababli, bu minimal nuqtadir. Funksiyaning minimal nuqtadagi qiymatini topamiz: . Keling, diagramma chizamiz (2-rasmga qarang).

2-rasm. Funktsiyaning ekstremumi .

Intervalda - funksiya kamayadi, yoniq - funktsiya ortadi, ekstremum nuqta yagona. Funktsiya eng kichik qiymatini faqat nuqtada oladi.

Dars davomida biz murakkab funktsiyalarni farqlashni ko'rib chiqdik, jadval tuzdik va murakkab funktsiyani farqlash qoidalarini ko'rib chiqdik va Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish amaliyotidan hosiladan foydalanishga misol keltirdik.

1. Algebra va tahlil boshlanishi, 10-sinf (ikki qismda). Umumiy ta'lim muassasalari uchun darslik (profil darajasi), ed. A. G. Mordkovich. -M.: Mnemosyne, 2009 yil.

2. Algebra va tahlil boshlanishi, 10-sinf (ikki qismda). Ta'lim muassasalari uchun muammoli kitob (profil darajasi), ed. A. G. Mordkovich. -M.: Mnemosyne, 2007.

3. Vilenkin N.Ya., Ivashev-Musatov O.S., Shvartsburd S.I. 10-sinf uchun algebra va matematik tahlil (matematikani chuqur o'rganadigan maktablar va sinflar o'quvchilari uchun darslik - M.: Prosveshchenie, 1996).

4. Galitskiy M.L., Moshkovich M.M., Shvartsburd S.I. Algebra va matematik analizni chuqur o'rganish.-M.: Ta'lim, 1997 y.

5. Oliy oʻquv yurtlariga abituriyentlar uchun matematikadan masalalar toʻplami (M.I.Skanavi tahriri - M.: Oliy maktab, 1992 y.).

6. Merzlyak A.G., Polonskiy V.B., Yakir M.S. Algebraik simulyator.-K.: A.S.K., 1997 y.

7. Zvavich L.I., Shlyapochnik L.Ya., Chinkina algebra va tahlilning boshlanishi. 8-11 sinflar: Matematikani chuqur o'rganadigan maktablar va sinflar uchun qo'llanma (didaktik materiallar - M.: Bustard, 2002).

8. Sahakyan S.M., Goldman A.M., Denisov D.V. Algebra va tahlil tamoyillari bo'yicha muammolar (umumiy ta'lim muassasalarining 10-11-sinf o'quvchilari uchun qo'llanma - M.: Prosveshchenie, 2003).

9. Karp A.P. Algebra va tahlil tamoyillari bo'yicha masalalar to'plami: darslik. 10-11 sinflar uchun nafaqa. chuqurlik bilan o'rgangan Matematika.-M.: Ta'lim, 2006 y.

10. Gleyzer G.I. Maktabda matematika tarixi. 9-10 sinflar (o'qituvchilar uchun qo'llanma).-M.: Ta'lim, 1983 y

Qo'shimcha veb-resurslar

2. Tabiiy fanlar portali ().

Uni uyda qiling

No 42.2, 42.3 (Algebra va tahlil boshlanishi, 10-sinf (ikki qismdan iborat). A. G. Mordkovich tahriri ostidagi umumiy ta'lim muassasalari uchun muammoli kitob (profil darajasi). - M.: Mnemosyne, 2007.)

Agar siz ta'rifga amal qilsangiz, u holda nuqtadagi funktsiyaning hosilasi D funktsiyasi o'sishining nisbati chegarasi bo'ladi. y argument ortishiga D x:

Hamma narsa aniq ko'rinadi. Ammo, masalan, funktsiyaning hosilasini hisoblash uchun ushbu formuladan foydalanib ko'ring f(x) = x 2 + (2x+ 3) · e x gunoh x. Agar siz hamma narsani ta'rif bo'yicha qilsangiz, bir necha sahifali hisob-kitoblardan so'ng siz shunchaki uxlab qolasiz. Shuning uchun oddiyroq va samaraliroq usullar mavjud.

Boshlash uchun shuni ta'kidlaymizki, biz turli xil funktsiyalardan elementar funktsiyalar deb ataladigan narsalarni ajrata olamiz. Bu nisbatan oddiy ifodalar bo'lib, ularning hosilalari uzoq vaqtdan beri hisoblab chiqilgan va jadvalga kiritilgan. Bunday funktsiyalarni eslab qolish juda oson - ularning hosilalari bilan birga.

Elementar funksiyalarning hosilalari

Elementar funktsiyalar quyida keltirilganlarning barchasi. Bu funktsiyalarning hosilalari yoddan ma'lum bo'lishi kerak. Bundan tashqari, ularni yodlash unchalik qiyin emas - shuning uchun ular oddiy.

Demak, elementar funksiyalarning hosilalari:

Ism	Funktsiya	Hosil
Doimiy	f(x) = C, C ∈ R	0 (ha, nol!)
Ratsional darajali quvvat	f(x) = x n	n · x n − 1
Sinus	f(x) = gunoh x	cos x
Kosinus	f(x) = cos x	-gunoh x(minus sinus)
Tangent	f(x) = tg x	1/cos 2 x
Kotangent	f(x) = ctg x	− 1/sin 2 x
Tabiiy logarifm	f(x) = jurnal x	1/x
Ixtiyoriy logarifm	f(x) = jurnal a x	1/(x ln a)
Eksponensial funktsiya	f(x) = e x	e x(hech narsa o'zgarmadi)

Agar elementar funktsiya ixtiyoriy doimiyga ko'paytirilsa, yangi funktsiyaning hosilasi ham osonlik bilan hisoblanadi:

(C · f)’ = C · f ’.

Umuman, konstantalarni hosila belgisidan chiqarish mumkin. Masalan:

(2x 3)’ = 2 · ( x 3)’ = 2 3 x 2 = 6x 2 .

Shubhasiz, elementar funktsiyalarni bir-biriga qo'shish, ko'paytirish, bo'lish - va yana ko'p narsalar. Shunday qilib, yangi funktsiyalar paydo bo'ladi, ular endi ayniqsa elementar emas, balki ma'lum qoidalarga muvofiq farqlanadi. Ushbu qoidalar quyida muhokama qilinadi.

Yig'indi va ayirmaning hosilasi

Funktsiyalar berilsin f(x) Va g(x), hosilalari bizga ma'lum. Misol uchun, siz yuqorida muhokama qilingan elementar funktsiyalarni olishingiz mumkin. Keyin ushbu funktsiyalarning yig'indisi va farqining hosilasini topishingiz mumkin:

(f + g)’ = f ’ + g ’
(f − g)’ = f ’ − g ’

Demak, ikki funktsiya yig‘indisining (farqining) hosilasi hosilalarning yig‘indisiga (farqiga) teng. Ko'proq shartlar bo'lishi mumkin. Masalan, ( f + g + h)’ = f ’ + g ’ + h ’.

Qat'iy aytganda, algebrada "ayirish" tushunchasi yo'q. "Salbiy element" tushunchasi mavjud. Shuning uchun farq f − g summa sifatida qayta yozilishi mumkin f+ (−1) g, va keyin faqat bitta formula qoladi - yig'indining hosilasi.

f(x) = x 2 + sin x; g(x) = x 4 + 2x 2 − 3.

Funktsiya f(x) ikkita elementar funktsiyaning yig'indisidir, shuning uchun:

f ’(x) = (x 2 + gunoh x)’ = (x 2)' + (gunoh x)’ = 2x+ cos x;

Funktsiya uchun biz shunga o'xshash sabablarni keltiramiz g(x). Faqat uchta atama mavjud (algebra nuqtai nazaridan):

g ’(x) = (x 4 + 2x 2 − 3)’ = (x 4 + 2x 2 + (−3))’ = (x 4)’ + (2x 2)’ + (−3)’ = 4x 3 + 4x + 0 = 4x · ( x 2 + 1).

Javob:
f ’(x) = 2x+ cos x;
g ’(x) = 4x · ( x 2 + 1).

Mahsulotning hosilasi

Matematika mantiqiy fandir, shuning uchun ko'p odamlar yig'indining hosilasi hosilalarning yig'indisiga teng bo'lsa, mahsulotning hosilasi deb hisoblashadi. zarba berish">hosilalar ko'paytmasiga teng. Lekin jingalak! Mahsulotning hosilasi butunlay boshqa formula yordamida hisoblanadi. Ya'ni:

(f · g) ’ = f ’ · g + f · g ’

Formula oddiy, lekin u ko'pincha unutiladi. Va nafaqat maktab o'quvchilari, balki talabalar ham. Natijada noto'g'ri hal qilingan muammolar.

Vazifa. Funksiyalarning hosilalarini toping: f(x) = x 3 cos x; g(x) = (x 2 + 7x− 7) · e x .

Funktsiya f(x) ikkita elementar funktsiyaning mahsulotidir, shuning uchun hamma narsa oddiy:

f ’(x) = (x 3 cos x)’ = (x 3) 'cos x + x 3 (cos x)’ = 3x 2 cos x + x 3 (−sin x) = x 2 (3cos x − x gunoh x)

Funktsiya g(x) birinchi multiplikator biroz murakkabroq, lekin umumiy sxema o'zgarmaydi. Shubhasiz, funktsiyaning birinchi omili g(x) ko'phad va uning hosilasi yig'indining hosilasidir. Bizda ... bor:

g ’(x) = ((x 2 + 7x− 7) · e x)’ = (x 2 + 7x− 7)’ · e x + (x 2 + 7x− 7) ( e x)’ = (2x+ 7) · e x + (x 2 + 7x− 7) · e x = e x· (2 x + 7 + x 2 + 7x −7) = (x 2 + 9x) · e x = x(x+ 9) · e x .

Javob:
f ’(x) = x 2 (3cos x − x gunoh x);
g ’(x) = x(x+ 9) · e x .

E'tibor bering, oxirgi bosqichda hosila faktorlarga ajratiladi. Rasmiy ravishda buni qilish shart emas, lekin ko'pchilik lotinlar o'z-o'zidan hisoblanmaydi, lekin funktsiyani tekshirish uchun. Bu shuni anglatadiki, keyinchalik hosila nolga tenglashtiriladi, uning belgilari aniqlanadi va hokazo. Bunday holda, ifodani faktorizatsiya qilish yaxshiroqdir.

Agar ikkita funktsiya mavjud bo'lsa f(x) Va g(x), va g(x) ≠ 0 bizni qiziqtirgan to'plamda yangi funktsiyani belgilashimiz mumkin h(x) = f(x)/g(x). Bunday funktsiya uchun hosilani ham topishingiz mumkin:

Zaif emas, to'g'rimi? Minus qaerdan paydo bo'ldi? Nima uchun g 2? Va shunga o'xshash! Bu eng murakkab formulalardan biri - uni shishasiz aniqlab bo'lmaydi. Shuning uchun uni aniq misollar bilan o'rganish yaxshiroqdir.

Vazifa. Funksiyalarning hosilalarini toping:

Har bir kasrning soni va maxraji elementar funktsiyalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun bizga kerak bo'lgan yagona narsa qismning hosilasi formulasi:

An'anaga ko'ra, biz hisoblagichni faktorlarga ajratamiz - bu javobni sezilarli darajada soddalashtiradi:

Murakkab funktsiya yarim kilometr uzunlikdagi formula bo'lishi shart emas. Masalan, funktsiyani olish kifoya f(x) = gunoh x va o'zgaruvchini almashtiring x, aytaylik, yoqilgan x 2 + ln x. Bu amalga oshadi f(x) = gunoh ( x 2 + ln x) - bu murakkab funktsiya. Bundan tashqari, lotin bor, lekin uni yuqorida muhokama qilingan qoidalar yordamida topish mumkin bo'lmaydi.

Nima qilishim kerak? Bunday hollarda murakkab funktsiyaning hosilasi uchun o'zgaruvchi va formulani almashtirish yordam beradi:

f ’(x) = f ’(t) · t', Agar x bilan almashtiriladi t(x).

Qoidaga ko'ra, ushbu formulani tushunish bilan bog'liq vaziyat, qismning hosilasiga qaraganda ancha achinarli. Shuning uchun, uni har bir bosqichning batafsil tavsifi bilan aniq misollar yordamida tushuntirish yaxshiroqdir.

Vazifa. Funksiyalarning hosilalarini toping: f(x) = e 2x + 3 ; g(x) = gunoh ( x 2 + ln x)

E'tibor bering, agar funktsiyada bo'lsa f(x) ifoda oʻrniga 2 x+ 3 oson bo'ladi x, keyin elementar funktsiyani olamiz f(x) = e x. Shuning uchun biz almashtiramiz: 2 bo'lsin x + 3 = t, f(x) = f(t) = e t. Murakkab funktsiyaning hosilasini quyidagi formula yordamida qidiramiz:

f ’(x) = f ’(t) · t ’ = (e t)’ · t ’ = e t · t ’

Va endi - diqqat! Biz teskari almashtirishni amalga oshiramiz: t = 2x+ 3. Biz quyidagilarni olamiz:

f ’(x) = e t · t ’ = e 2x+ 3 (2 x + 3)’ = e 2x+ 3 2 = 2 e 2x + 3

Endi funksiyani ko'rib chiqamiz g(x). Shubhasiz, uni almashtirish kerak x 2 + ln x = t. Bizda ... bor:

g ’(x) = g ’(t) · t' = (gunoh t)’ · t' = cos t · t ’

Orqaga almashtirish: t = x 2 + ln x. Keyin:

g ’(x) = cos ( x 2 + ln x) · ( x 2 + ln x)’ = cos ( x 2 + ln x) · (2 x + 1/x).

Ana xolos! Oxirgi ifodadan ko'rinib turibdiki, butun muammo hosila yig'indisini hisoblashga qisqartirildi.

Javob:
f ’(x) = 2 · e 2x + 3 ;
g ’(x) = (2x + 1/x) chunki ( x 2 + ln x).

Ko'pincha darslarimda "hosil" atamasi o'rniga "bosh" so'zini ishlataman. Misol uchun, yig'indining zarbasi zarbalar yig'indisiga teng. Bu aniqroqmi? Xo'sh, bu yaxshi.

Shunday qilib, lotinni hisoblash yuqorida muhokama qilingan qoidalarga muvofiq, xuddi shu zarbalardan xalos bo'lishga tushadi. Yakuniy misol sifatida, keling, ratsional ko'rsatkich bilan hosila darajaga qaytaylik:

(x n)’ = n · x n − 1

Buni rolda kam odam biladi n kasr son bo'lishi mumkin. Masalan, ildiz x 0,5. Ildiz ostida biror narsa bor bo'lsa-chi? Shunga qaramay, natijada murakkab funktsiya bo'ladi - ular test va imtihonlarda bunday konstruktsiyalarni berishni yaxshi ko'radilar.