Система линейных уравнений Векторная алгебра Аналитическая геометрия Математический анализ Пределы

Математический анализ курс лекций и примеры решения задач

Лекция 22

Производная сложной функции

Теорема 22..1.

Если функция  имеет производную в точке , а функция  имеет производную в точке , то сложная функция  имеет производную в точке  и имеет место формула:

 или  или . (22.1)

Замечание 1. Если , то , где ,

,  - дифференцируемые функции своих аргументов.

Пример 22.1.

Вычислить производную сложной функции .

,

  

, , тогда

.

22.2. Дифференциал сложной функции

По определению,  (*).

Если , , т.е.,  то

.

Таким образом, равенство (*) справедливо для сложной функции, т.е. когда - зависимая переменная.

Это свойство называется

инвариантностью формы первого дифференциала.

22.3. Производная обратной функции

Теорема 22.2.

Пусть функция  непрерывна и строго монотонна в некоторой окрестности точки  и пусть в этой точке существует и не равна нулю производная функции ( ). Тогда обратная функция  имеет производную в точке , причем: . (22.2)

Доказательство.

Из существования и непрерывности функции  следует, что обратная функция   существует и непрерывна в окрестности точки . Следовательно

 .

Тогда , то есть выполняется равенство (22.2).

Геометрический смысл производной обратной функции

Рассмотрим в окрестности точки  график функции . Известно, .

Тогда если , или ,

то  - угол наклона касательной к оси .

Поскольку , то

.

Пример 22.2.

Вычислить производную функции .

 .

В формуле  взят знак «+»

т.к. при  .

Пример 22.3.

Вычислить производную функции .

.

.

В частности, при имеем .

Непрерывность функций в точке Функция определенная в некоторой окрестности точки , включая саму точку, называется непрерывной в этой точке, если

Обратная функция Пусть X и Y - некоторые множества и задана функция f(x), т.е. множество пар чисел (x, y): , причем.

Дифференциальное исчисление функции одной переменной Производная функции

Физический смысл дифференциала. Если производная позволяет оценить скорость изменения некоторой величины, то  равен расстоянию, которое прошла бы точка за , если бы двигалась равномерно со скоростью, равной мгновенной скорости момент . Использование дифференциала для приближенных вычислений

Формальным произведением, или произведение Коши рядов (1) и (2) называется сумма ряда (3) Отметим, что формальное произведение является группировкой некоторой перестановки бесконечной таблицы. Поэтому из предыдущей теоремы и теоремы о группировке сходящегося ряда вытекают следующие утверждения: 1) теорема Коши: если ряд (1) сходится абсолютно к А и ряд (2) сходится абсолютно к В, то ряд (3) сходится к ; 2) теорема Мертенса: если ряд (1) сходится абсолютно к А и ряд (2) сходится к В, то ряд (3) сходится к ; 3) теорема Абеля: если ряд (1) сходится к А и ряд (2) сходится к В, то ряд (3) сходится к .
Лекции по математике