Složene izvedenice. Logaritamska derivacija.
Derivacija snage eksponencijalna funkcija

Nastavljamo poboljšavati našu tehniku ​​razlikovanja. U ovoj lekciji ćemo učvrstiti pređeno gradivo, pogledati složenije izvode, a također se upoznati s novim tehnikama i trikovima za pronalaženje izvoda, posebice s logaritamskim izvodom.

Onim čitateljima koji imaju niska razina pripremu, trebali biste se pozvati na članak Kako pronaći izvedenicu? Primjeri rješenja, koji će vam omogućiti da podignete svoje vještine gotovo od nule. Zatim morate pažljivo proučiti stranicu Derivacija složene funkcije, razumjeti i riješiti svi primjere koje sam naveo. Ova lekcija je logično treća po redu, a nakon što je savladate pouzdano ćete razlikovati prilično složene funkcije. Nepoželjno je zauzeti stav “Gdje drugdje? Da, dosta je!", jer su svi primjeri i rješenja preuzeti iz stvarnog testovi a često se susreću u praksi.

Počnimo s ponavljanjem. Na lekciji Derivacija složene funkcije Pogledali smo brojne primjere s detaljnim komentarima. Tijekom proučavanja diferencijalnog računa i drugih grana matematičke analize, morat ćete vrlo često razlikovati, a nije uvijek zgodno (i nije uvijek potrebno) opisivati ​​primjere u detalje. Stoga ćemo usmeno vježbati pronalaženje izvedenica. Najprikladniji "kandidati" za to su derivati ​​najjednostavnijih složenih funkcija, na primjer:

Prema pravilu razlikovanja složena funkcija :

Kod budućeg proučavanja drugih matan tema najčešće nije potrebna tako detaljna evidencija, pretpostavlja se da student zna pronaći takve izvedenice na autopilotu. Zamislimo da je u 3 sata ujutro došlo do telefonski poziv, a ugodan glas je upitao: "Koja je derivacija tangensa dva X?" Nakon toga bi trebao uslijediti gotovo trenutačni i pristojni odgovor: .

Prvi primjer bit će odmah namijenjen za samostalno rješavanje.

Primjer 1

Pronađi usmeno, jednom radnjom, sljedeće izvedenice, npr.: . Za dovršenje zadatka trebate samo koristiti tablica izvodnica elementarnih funkcija(ako se još niste sjetili). Ako imate bilo kakvih poteškoća, preporučujem ponovno čitanje lekcije Derivacija složene funkcije.

, , ,
, , ,
, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, ,

Odgovori na kraju lekcije

Složene izvedenice

Nakon preliminarne topničke pripreme, primjeri s 3-4-5 ugniježđenja funkcija bit će manje strašni. Sljedeća dva primjera mogu se nekome činiti kompliciranima, ali ako ih razumijete (netko će patiti), onda će vam se gotovo sve ostalo u diferencijalnom računu činiti kao dječja šala.

Primjer 2

Pronađite izvod funkcije

Kao što je već navedeno, pri pronalaženju izvoda složene funkcije, prije svega, potrebno je Pravo RAZUMIJETE svoja ulaganja. U slučajevima kada postoje sumnje, podsjećam vas koristan trik: uzimamo eksperimentalno značenje "x", na primjer, i pokušavamo (mentalno ili u nacrtu) zamijeniti to značenje u "užasan izraz".

1) Prvo moramo izračunati izraz, što znači da je zbroj najdublje uloženje.

2) Zatim morate izračunati logaritam:

4) Zatim kubirajte kosinus:

5) U petom koraku razlika:

6) I na kraju, najvanjska funkcija je Korijen:

Formula za diferenciranje složene funkcije primjenjivat će se obrnutim redoslijedom, od najviše vanjska funkcija, do najdubljeg. Mi odlučujemo:

Čini se da nema grešaka...

(1) Izvadite kvadratni korijen.

(2) Derivaciju razlike uzimamo pomoću pravila

(3) Derivacija trojke je nula. U drugom članu uzimamo izvod stupnja (kocke).

(4) Uzmite derivaciju kosinusa.

(5) Uzmite derivaciju logaritma.

(6) I na kraju, uzimamo izvod najdublje uklopljenosti.

Možda se čini preteškim, ali ovo nije najbrutalniji primjer. Uzmite, na primjer, zbirku Kuznjecova i cijenit ćete svu ljepotu i jednostavnost analizirane izvedenice. Primijetio sam da sličnu stvar vole dati na ispitu kako bi provjerili razumije li student kako pronaći izvod složene funkcije ili ne razumije.

Sljedeći primjer je za vas da sami riješite.

Primjer 3

Pronađite izvod funkcije

Savjet: Prvo primjenjujemo pravila linearnosti i pravilo diferencijacije proizvoda

Potpuno rješenje i odgovor na kraju lekcije.

Vrijeme je da prijeđemo na nešto manje i ljepše.
Nije neuobičajeno da primjer prikazuje umnožak ne dvije, već tri funkcije. Kako pronaći derivaciju umnoška tri faktora?

Primjer 4

Pronađite izvod funkcije

Prvo gledamo, je li moguće umnožak tri funkcije pretvoriti u umnožak dviju funkcija? Na primjer, ako imamo dva polinoma u umnošku, tada bismo mogli otvoriti zagrade. Ali u primjeru koji se razmatra sve su funkcije različite: stupanj, eksponent i logaritam.

U takvim slučajevima potrebno je sekvencijalno primijeniti pravilo razlikovanja proizvoda dvaput

Trik je u tome što s "y" označavamo umnožak dviju funkcija: , a s "ve" označavamo logaritam: . Zašto se to može učiniti? Je li stvarno – ovo nije produkt dva faktora i pravilo ne funkcionira?! Nema ništa komplicirano:

Sada ostaje primijeniti pravilo drugi put u zagradu:

Također se možete uvrnuti i staviti nešto izvan zagrada, ali u ovom slučaju bolje je ostaviti odgovor točno u ovom obliku - lakše ćete ga provjeriti.

Razmatrani primjer može se riješiti na drugi način:

Oba rješenja su apsolutno jednaka.

Primjer 5

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer za samostalno rješenje, u uzorku je riješeno prvom metodom.

Pogledajmo slične primjere s razlomcima.

Primjer 6

Pronađite izvod funkcije

Postoji nekoliko načina na koje možete doći ovdje:

Ili ovako:

No rješenje će biti kompaktnije napisano ako prvo upotrijebimo pravilo diferenciranja kvocijenta , uzimajući za cijeli brojnik:

U principu, primjer je riješen, a ako ostane takav, neće biti greške. Ali ako imate vremena, uvijek je preporučljivo provjeriti nacrt kako biste vidjeli može li se odgovor pojednostaviti? Svedimo izraz brojnika na zajednički nazivnik i riješimo se trokatnice frakcije:

Nedostatak dodatnih pojednostavljenja je u tome što postoji rizik od pogreške ne pri pronalaženju izvedenice, već tijekom banalnih školskih transformacija. S druge strane, učitelji često odbijaju zadatak i traže da se izvedenica “dosjeti pameti”.

Jednostavniji primjer za samostalno rješavanje:

Primjer 7

Pronađite izvod funkcije

Nastavljamo svladavati metode pronalaženja derivata, a sada ćemo razmotriti tipičan slučaj kada je "strašni" logaritam predložen za diferencijaciju

Primjer 8

Pronađite izvod funkcije

Ovdje možete ići daleko, koristeći pravilo za razlikovanje složene funkcije:

Ali već prvi korak vas odmah baci u malodušnost - morate uzeti neugodnu izvedenicu iz razlomka, a zatim i iz razlomka.

Zato prije kako uzeti derivaciju "sofisticiranog" logaritma, najprije se pojednostavljuje korištenjem dobro poznatih školskih svojstava:

! Ako imate pri ruci bilježnicu za vježbanje, kopirajte ove formule izravno tamo. Ako nemate bilježnicu, prepišite ih na list papira, budući da će se preostali primjeri lekcije vrtjeti oko ovih formula.

Samo rješenje može se napisati otprilike ovako:

Transformirajmo funkciju:

Pronalaženje derivata:

Prethodno pretvaranje same funkcije uvelike je pojednostavilo rješenje. Stoga, kada se za diferencijaciju predlaže sličan logaritam, uvijek ga je preporučljivo "raščlaniti".

A sada nekoliko jednostavnih primjera koje možete sami riješiti:

Primjer 9

Pronađite izvod funkcije

Primjer 10

Pronađite izvod funkcije

Sve transformacije i odgovori su na kraju lekcije.

Logaritamska derivacija

Ako je derivat logaritama tako slatka glazba, onda se postavlja pitanje: je li moguće u nekim slučajevima umjetno organizirati logaritam? Limenka! Pa čak i neophodno.

Primjer 11

Pronađite izvod funkcije

Nedavno smo pogledali slične primjere. Što uraditi? Možete redom primijeniti pravilo diferenciranja kvocijenta, a zatim pravilo diferenciranja umnoška. Nedostatak ove metode je što na kraju dobijete golemu trokatnicu, s kojom uopće ne želite imati posla.

Ali u teoriji i praksi postoji tako divna stvar kao što je logaritamska derivacija. Logaritmi se mogu organizirati umjetno tako da se "okače" s obje strane:

Sada morate "rastaviti" logaritam desne strane što je više moguće (formule pred vašim očima?). Opisat ću ovaj proces vrlo detaljno:

Počnimo s diferencijacijom.
Oba dijela zaključujemo pod prajmom:

Izvedenica desne strane je prilično jednostavna, neću je komentirati jer ako čitate ovaj tekst trebali biste se s njom sigurno snaći.

Što je s lijevom stranom?

Na lijevoj strani imamo složena funkcija. Predviđam pitanje: "Zašto, postoji li jedno slovo "Y" ispod logaritma?"

Činjenica je da ova "igra jednog slova" - SAM JE FUNKCIJA(ako nije baš jasno, pogledajte članak Derivacija implicitno navedene funkcije). Stoga je logaritam vanjska funkcija, a "y" je unutarnja funkcija. I koristimo pravilo za diferenciranje složene funkcije :

S lijeve strane, kao čarolijom čarobni štapić imamo izvedenicu. Zatim, prema pravilu proporcije, prenosimo "y" iz nazivnika lijeve strane na vrh desne strane:

A sada se prisjetimo o kakvoj smo funkciji "igrača" govorili tijekom diferencijacije? Pogledajmo stanje:

Konačan odgovor:

Primjer 12

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer koji trebate sami riješiti. Ogledni dizajn primjera ove vrste nalazi se na kraju lekcije.

Pomoću logaritamske derivacije bilo je moguće riješiti bilo koji od primjera br. 4-7, druga stvar je što su tamo funkcije jednostavnije, a možda uporaba logaritamske derivacije nije baš opravdana.

Derivacija potencne eksponencijalne funkcije

Ovu funkciju još nismo razmatrali. Power-eksponencijalna funkcija je funkcija za koju i stupanj i baza ovise o "x". Klasičan primjer koji će vam se dati u bilo kojem udžbeniku ili predavanju:

Kako pronaći derivaciju eksponencijalne funkcije?

Potrebno je koristiti tehniku ​​o kojoj smo upravo govorili - logaritamsku derivaciju. Objesimo logaritme s obje strane:

U pravilu se na desnoj strani stupanj vadi ispod logaritma:

Kao rezultat, na desnoj strani imamo produkt dviju funkcija, koje ćemo razlikovati prema standardnoj formuli .

Pronalazimo derivat; da bismo to učinili, oba dijela stavljamo ispod poteza:

Daljnje radnje su jednostavne:

Konačno:

Ako neka pretvorba nije sasvim jasna, ponovno pažljivo pročitajte objašnjenja Primjera #11.

U praktičnim zadacima potencna eksponencijalna funkcija uvijek će biti kompliciranija od razmatranog primjera predavanja.

Primjer 13

Pronađite izvod funkcije

Koristimo logaritamsku derivaciju.

Na desnoj strani imamo konstantu i umnožak dva faktora - “x” i “logaritam logaritma x” (još jedan logaritam je ugniježđen ispod logaritma). Kod diferenciranja, kao što se sjećamo, bolje je konstantu odmah maknuti iz predznaka izvoda da ne smeta; i, naravno, primjenjujemo poznato pravilo :

Kao što vidite, algoritam za korištenje logaritamske derivacije ne sadrži nikakve posebne trikove ili trikove, a pronalaženje derivacije potencne eksponencijalne funkcije obično nije povezano s "mukom".

Derivacija složene funkcije. Primjeri rješenja

U ovoj lekciji ćemo naučiti kako pronaći izvod složene funkcije. Lekcija je logičan nastavak lekcije Kako pronaći izvedenicu?, u kojem smo ispitivali najjednostavnije izvodnice, a također smo se upoznali s pravilima diferenciranja i nekim tehničkim tehnikama pronalaženja izvodnica. Stoga, ako niste baš dobri s izvedenicama funkcija ili vam neke točke u ovom članku nisu posve jasne, prvo pročitajte gornju lekciju. Molim vas da se malo uozbiljite - gradivo nije jednostavno, ali ću ga ipak pokušati iznijeti jednostavno i jasno.

U praksi se s izvodom složene funkcije morate susresti vrlo često, čak bih rekao, gotovo uvijek, kada dobijete zadatak pronaći izvode.

Gledamo u tablici pravilo (br. 5) za razlikovanje složene funkcije:

Hajdemo shvatiti. Prije svega, obratimo pozornost na unos. Ovdje imamo dvije funkcije - i , a funkcija je, slikovito rečeno, ugniježđena unutar funkcije . Funkcija ovog tipa (kada je jedna funkcija ugniježđena unutar druge) naziva se složena funkcija.

Pozvat ću funkciju vanjska funkcija, i funkcija – unutarnja (ili ugniježđena) funkcija.

! Ove definicije nisu teoretske i ne bi se trebale pojavljivati ​​u konačnom dizajnu zadataka. Koristim neformalne izraze "vanjska funkcija", "unutarnja" funkcija samo kako bih vam olakšao razumijevanje gradiva.

Da biste razjasnili situaciju, razmotrite sljedeće:

Primjer 1

Pronađite izvod funkcije

Pod sinusom nemamo samo slovo "X", već cijeli izraz, tako da pronalaženje derivata odmah iz tablice neće uspjeti. Također primjećujemo da je ovdje nemoguće primijeniti prva četiri pravila, čini se da postoji razlika, ali činjenica je da se sinus ne može “rastrgati”:

U ovom primjeru je već iz mojih objašnjenja intuitivno jasno da je funkcija složena funkcija, a polinom unutarnja funkcija (ugrađivanje), a vanjska funkcija.

Prvi korak ono što trebate učiniti kada pronalazite izvod složene funkcije je razumjeti koja je funkcija unutarnja, a koja vanjska.

Kada jednostavni primjeriČini se jasnim da je polinom umetnut ispod sinusa. Ali što ako sve nije očito? Kako točno odrediti koja je funkcija vanjska, a koja unutarnja? Da biste to učinili, predlažem korištenje sljedeće tehnike, koja se može učiniti mentalno ili u nacrtu.

Zamislimo da na kalkulatoru trebamo izračunati vrijednost izraza at (umjesto jedinice može biti bilo koji broj).

Što ćemo prvo izračunati? Kao prvo morat ćete izvršiti sljedeću radnju: , stoga će polinom biti unutarnja funkcija:

Drugo morat će se pronaći, pa će sinus – biti vanjska funkcija:

Nakon što smo PRODANO Kod unutarnjih i vanjskih funkcija vrijeme je da se primijeni pravilo razlikovanja složenih funkcija.

Počnimo odlučivati. Iz razreda Kako pronaći izvedenicu? sjećamo se da dizajn rješenja bilo koje izvedenice uvijek počinje ovako - izraz stavljamo u zagrade i stavljamo crtu gore desno:

Isprva pronaći derivaciju vanjske funkcije (sinus), pogledati tablicu derivacija elementarne funkcije i primjećujemo da . Sve formule tablice također su primjenjive ako se "x" zamijeni složenim izrazom, u ovom slučaju:

Imajte na umu da unutarnja funkcija nije se promijenio, ne diramo ga.

Pa, to je sasvim očito

Konačni rezultat primjene formule izgleda ovako:

Konstantni faktor obično se nalazi na početku izraza:

Ako dođe do nesporazuma, zapišite rješenje na papir i ponovno pročitajte objašnjenja.

Primjer 2

Pronađite izvod funkcije

Primjer 3

Pronađite izvod funkcije

Kao i uvijek, zapisujemo:

Idemo shvatiti gdje imamo vanjsku funkciju, a gdje unutarnju. Da bismo to učinili, pokušavamo (mentalno ili u nacrtu) izračunati vrijednost izraza na . Što trebate učiniti prvo? Prije svega, morate izračunati čemu je jednaka baza: dakle, polinom je unutarnja funkcija:

I tek tada se vrši potenciranje, dakle, funkcija stepena je vanjska funkcija:

Prema formuli, prvo morate pronaći izvod vanjske funkcije, u ovom slučaju stupanj. Traženu formulu tražimo u tablici: . Opet ponavljamo: svaka tablična formula vrijedi ne samo za "X", već i za složeni izraz. Dakle, rezultat primjene pravila za razlikovanje složene funkcije je sljedeći:

Ponovno naglašavam da kada uzmemo izvod vanjske funkcije, naša unutarnja funkcija se ne mijenja:

Sada sve što preostaje je pronaći vrlo jednostavnu derivaciju interne funkcije i malo dotjerati rezultat:

Primjer 4

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer koji trebate sami riješiti (odgovor na kraju lekcije).

Da biste učvrstili svoje razumijevanje izvoda složene funkcije, dat ću primjer bez komentara, pokušajte to sami shvatiti, zaključite gdje je vanjska, a gdje unutarnja funkcija, zašto su zadaci riješeni na ovaj način?

Primjer 5

a) Pronađite izvod funkcije

b) Pronađite izvod funkcije

Primjer 6

Pronađite izvod funkcije

Ovdje imamo korijen, a da bismo razlikovali korijen, on mora biti predstavljen kao moć. Dakle, prvo dovodimo funkciju u oblik prikladan za diferenciranje:

Analizirajući funkciju dolazimo do zaključka da je zbroj tri člana unutarnja funkcija, a dizanje na potenciju vanjska funkcija. Primjenjujemo pravilo diferenciranja složenih funkcija:

Stupanj ponovno predstavljamo kao radikal (korijen), a za derivaciju interne funkcije primjenjujemo jednostavno pravilo diferenciranja zbroja:

Spreman. Također možete svesti izraz na zajednički nazivnik u zagradama i zapisati sve kao jedan razlomak. Lijepo je, naravno, ali kada dobijete glomazne duge izvedenice, bolje je to ne činiti (lako se zbuniti, napraviti nepotrebnu pogrešku, a učitelju će biti nezgodno provjeravati).

Primjer 7

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer koji trebate sami riješiti (odgovor na kraju lekcije).

Zanimljivo je primijetiti da ponekad umjesto pravila za diferenciranje složene funkcije možete koristiti pravilo za diferenciranje kvocijenta , ali takvo će rješenje izgledati kao smiješna izopačenost. Evo tipičnog primjera:

Primjer 8

Pronađite izvod funkcije

Ovdje možete koristiti pravilo diferencijacije kvocijenta , ali mnogo je isplativije pronaći derivaciju pomoću pravila diferenciranja složene funkcije:

Funkciju pripremimo za diferenciranje - iz predznaka izvoda izbacimo minus, a kosinus podignemo u brojnik:

Kosinus je unutarnja funkcija, potenciranje je vanjska funkcija.
Iskoristimo naše pravilo:

Pronalazimo izvod interne funkcije i vraćamo kosinus natrag prema dolje:

Spreman. U razmatranom primjeru važno je ne zbuniti se u znakovima. Usput, pokušajte to riješiti pomoću pravila , odgovori se moraju podudarati.

Primjer 9

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer koji trebate sami riješiti (odgovor na kraju lekcije).

Do sada smo gledali slučajeve u kojima smo imali samo jedno gniježđenje u složenoj funkciji. U praktičnim zadacima često možete pronaći izvedenice, gdje su, poput lutkica, jedna u drugoj, ugniježđene 3 ili čak 4-5 funkcija odjednom.

Primjer 10

Pronađite izvod funkcije

Hajdemo razumjeti priloge ove funkcije. Pokušajmo izračunati izraz pomoću eksperimentalne vrijednosti. Kako bismo računali na kalkulator?

Prvo morate pronaći , što znači da je arkusinus najdublje ugrađivanje:

Ovaj arkusinus od jedan treba kvadrirati:

I na kraju, dižemo sedam na potenciju:

To jest, u ovom primjeru imamo tri različite funkcije i dva ugrađivanja, dok je najunutarnja funkcija arkus, a najunutarnja funkcija je eksponencijalna funkcija.

Počnimo odlučivati

Prema pravilu, prvo trebate uzeti derivat vanjske funkcije. Gledamo tablicu derivacija i nalazimo derivaciju eksponencijalne funkcije: Jedina je razlika što umjesto “x” imamo složeni izraz, što ne poništava valjanost ove formule. Dakle, rezultat primjene pravila za razlikovanje složene funkcije je sljedeći:

Pod udarom opet imamo složenu funkciju! Ali to je već jednostavnije. Lako je provjeriti da je unutarnja funkcija arkus, a vanjska funkcija stupanj. Prema pravilu za diferenciranje složene funkcije, prvo trebate uzeti derivaciju potencije.

U “starim” udžbenicima naziva se i “lančano” pravilo. Pa ako y = f (u) i u = φ (x), to je

y = f (φ (x))

složeno – složena funkcija (kompozicija funkcija) zatim

Gdje , nakon izračuna se razmatra na u = φ (x).

Imajte na umu da smo ovdje uzeli "različite" kompozicije iz istih funkcija, a rezultat diferencijacije prirodno se pokazao ovise o redoslijedu "miješanja".

Pravilo lanca se prirodno proteže na sastave od tri ili više funkcija. U ovom slučaju postojat će tri ili više "karika" u "lancu" koji čini derivat. Evo analogije s množenjem: "imamo" tablicu izvodnica; "tamo" - tablica množenja; “kod nas” je lančano pravilo, a “tamo” je pravilo množenja u “stupcu”. Prilikom izračunavanja takvih "složenih" derivata, naravno, ne uvode se nikakvi pomoćni argumenti (u¸v, itd.), ali, nakon što su sami primijetili broj i redoslijed funkcija uključenih u sastav, odgovarajuće veze su "nizane" naznačenim redoslijedom.

. Ovdje se s “x” za dobivanje vrijednosti “y” izvodi pet operacija, odnosno postoji sastav od pet funkcija: “vanjska” (zadnja od njih) - eksponencijalna - e  ; zatim obrnutim redoslijedom, snaga. (♦) 2 ; trigonometrijski sin(); trijezan. () 3 i na kraju logaritamski ln.(). Zato

Sljedećim ćemo primjerima „ubiti par muha jednim udarcem“: vježbat ćemo razlikovati složene funkcije i dopunjavati tablicu derivacija elementarnih funkcija. Tako:

4. Za funkciju potencije - y = x α - prepisivanje pomoću dobro poznatog “osnovnog logaritamski identitet" - b=e ln b - u obliku x α = x α ln x dobivamo

5. Za proizvoljnu eksponencijalnu funkciju, koristeći istu tehniku ​​koju ćemo imati

6. Za proizvoljnu logaritamsku funkciju, koristeći dobro poznatu formulu za prijelaz na novu bazu, dosljedno dobivamo

.

7. Za diferenciranje tangensa (kotangensa) koristimo se pravilom diferenciranja kvocijenata:

Za dobivanje derivacija inverznih trigonometrijskih funkcija koristimo relaciju koju zadovoljavaju derivacije dviju međusobno inverznih funkcija, odnosno funkcije φ (x) i f (x) povezane relacijama:

Ovo je omjer

Iz ove je formule za međusobno inverzne funkcije

I
,

Na kraju, sažmimo ove i neke druge izvedenice koje se također lako dobivaju u sljedeću tablicu.

Prva razina

Derivacija funkcije. Sveobuhvatni vodič (2019)

Zamislimo ravnu cestu koja prolazi kroz brdovito područje. Odnosno, ide gore-dolje, ali ne skreće desno ili lijevo. Ako je os usmjerena vodoravno duž ceste i okomito, tada će linija ceste biti vrlo slična grafu neke kontinuirane funkcije:

Os je određena razina nulte visine; u životu kao nju koristimo razinu mora.

Dok se krećemo naprijed takvom cestom, također se krećemo gore ili dolje. Također možemo reći: kada se mijenja argument (kretanje po apscisnoj osi), mijenja se i vrijednost funkcije (kretanje po ordinatnoj osi). Sada razmislimo o tome kako odrediti "strminu" naše ceste? Kakva bi to vrijednost mogla biti? Vrlo je jednostavno: koliko će se visina promijeniti kada se pomaknete naprijed na određenu udaljenost. Doista, na različitim dionicama ceste, pomičući se naprijed (duž x-osi) za jedan kilometar, dignut ćemo se ili spustiti za različit broj metara u odnosu na razinu mora (duž y-osi).

Označimo napredak (čitaj "delta x").

Grčko slovo (delta) obično se koristi u matematici kao prefiks koji znači "promjena". To jest - ovo je promjena u količini, - promjena; što je onda? Tako je, promjena u veličini.

Važno: izraz je jedinstvena cjelina, jedna varijabla. Nikada ne odvajajte "deltu" od "x" ili bilo kojeg drugog slova! To je, na primjer,.

Dakle, krenuli smo naprijed, vodoravno, za. Uspoređujemo li liniju ceste s grafom funkcije, kako onda označavamo uspon? Sigurno, . Odnosno, kako idemo naprijed, dižemo se više.

Vrijednost je lako izračunati: ako smo na početku bili na visini, a nakon kretanja našli smo se na visini, onda. Ako je krajnja točka niža od početne, bit će negativna – to znači da se ne penjemo, nego silazimo.

Vratimo se na "strminu": ovo je vrijednost koja pokazuje koliko (strmo) raste visina kada se pomakne naprijed za jednu jedinicu udaljenosti:

Pretpostavimo da se na nekoj dionici ceste, kada se krećemo naprijed za kilometar, cesta uzdiže za kilometar. Tada je nagib na ovom mjestu jednak. A ako se cesta, dok se kreće naprijed za m, spusti za km? Tada je nagib jednak.

Sada pogledajmo vrh brda. Ako se početak dionice uzme pola kilometra prije vrha, a kraj pola kilometra nakon njega, vidi se da je visina gotovo ista.

To jest, prema našoj logici, ispada da je nagib ovdje gotovo jednak nuli, što očito nije točno. Samo na udaljenosti od kilometra mnogo toga se može promijeniti. Za adekvatniju i točniju ocjenu strmine potrebno je uzeti u obzir manje površine. Na primjer, ako mjerite promjenu visine dok se pomičete za jedan metar, rezultat će biti puno točniji. Ali čak ni ova točnost možda nam neće biti dovoljna - uostalom, ako je stup nasred ceste, možemo ga jednostavno proći. Koju udaljenost trebamo odabrati? Centimetar? Milimetar? Manje je bolje!

U stvaran život Mjerenje udaljenosti do najbližeg milimetra više je nego dovoljno. Ali matematičari uvijek teže savršenstvu. Stoga je koncept izmišljen infinitezimalnog, to jest, apsolutna vrijednost je manja od bilo kojeg broja koji možemo imenovati. Na primjer, kažete: trilijunti dio! Koliko manje? I ovaj broj podijelite s - i bit će još manje. I tako dalje. Ako želimo napisati da je neka veličina infinitezimalna, pišemo ovako: (čitamo “x teži nuli”). Vrlo je važno razumjeti da taj broj nije nula! Ali vrlo blizu toga. To znači da ga možete dijeliti.

Koncept suprotan infinitezimalnom je beskonačno velik (). Vjerojatno ste već naišli na to dok ste radili na nejednakostima: ovaj broj je po modulu veći od bilo kojeg broja koji vam pada na pamet. Ako dođete do najvećeg mogućeg broja, samo ga pomnožite s dva i dobit ćete još veći broj. A beskonačnost je još veća od onoga što se događa. Zapravo, beskonačno veliko i beskonačno malo su inverzni jedno drugom, to jest, at, i obrnuto: at.

Sada se vratimo našem putu. Idealno izračunati nagib je nagib izračunat za infinitezimalni segment staze, to jest:

Napominjem da će s infinitezimalnim pomakom promjena visine također biti infinitezimalna. Ali dopustite mi da vas podsjetim da infinitezimalno ne znači jednako nuli. Podijelite li beskonačno male brojeve jedan s drugim, možete dobiti sasvim običan broj, na primjer, . To jest, jedna mala vrijednost može biti točno puta veća od druge.

Čemu sve ovo? Cesta, strmina... Ne idemo na auto reli, nego učimo matematiku. I u matematici je sve potpuno isto, samo se drugačije zove.

Pojam derivata

Derivacija funkcije je omjer prirasta funkcije i prirasta argumenta za infinitezimalni priraštaj argumenta.

Postupno u matematici zovu promjena. Poziva se opseg u kojem se argument () mijenja dok se pomiče duž osi povećanje argumenta a označava se.Koliko se promijenila funkcija (visina) pri pomicanju duž osi naprijed za udaljenost naziva se prirast funkcije i naznačen je.

Dakle, derivacija funkcije je omjer kada. Derivaciju označavamo istim slovom kao i funkciju, samo s promom gore desno: ili jednostavno. Dakle, napišimo formulu izvedenice koristeći ove oznake:

Kao i u analogiji s cestom, ovdje kada funkcija raste derivacija je pozitivna, a kada opada negativna.

Može li derivacija biti jednaka nuli? Sigurno. Na primjer, ako se vozimo ravnom vodoravnom cestom, strmina je nula. I istina je, visina se uopće ne mijenja. Tako je i s izvodom: izvod konstantne funkcije (konstante) jednak je nuli:

budući da je prirast takve funkcije jednak nuli za bilo koji.

Sjetimo se primjera s brda. Ispostavilo se da je moguće rasporediti krajeve segmenta na suprotnim stranama vrha na takav način da visina na krajevima bude ista, odnosno da je segment paralelan s osi:

Ali veliki segmenti znak su netočnog mjerenja. Podići ćemo naš segment gore paralelno sa samim sobom, tada će se njegova duljina smanjiti.

Na kraju, kada smo beskonačno blizu vrhu, duljina segmenta će postati infinitezimalna. Ali pritom je ostao paralelan s osi, odnosno razlika u visinama na njegovim krajevima jednaka je nuli (ne teži, ali je jednaka). Dakle izvedenica

To se može shvatiti ovako: kada stojimo na samom vrhu, mali pomak ulijevo ili udesno neznatno mijenja našu visinu.

Postoji i čisto algebarsko objašnjenje: lijevo od vrha funkcija raste, a desno opada. Kao što smo ranije saznali, kada funkcija raste, izvod je pozitivan, a kada opada negativan. Ali mijenja se glatko, bez skokova (pošto cesta nigdje ne mijenja oštro nagib). Stoga mora postojati između negativnih i pozitivnih vrijednosti. Bit će tamo gdje funkcija niti raste niti opada - u točki vrha.

Isto vrijedi i za korito (područje gdje se funkcija s lijeve strane smanjuje, a s desne povećava):

Još malo o inkrementima.

Dakle, mijenjamo argument u veličinu. Od koje vrijednosti mijenjamo? Što je (argument) sada postao? Možemo odabrati bilo koju točku, a sada ćemo plesati iz nje.

Promotrimo točku s koordinatom. Vrijednost funkcije u njemu je jednaka. Zatim radimo isto povećanje: povećavamo koordinatu za. Koji je sad argument? Vrlo jednostavno: . Kolika je sada vrijednost funkcije? Gdje ide argument, ide i funkcija: . Što je s povećanjem funkcije? Ništa novo: ovo je i dalje iznos za koji se funkcija promijenila:

Vježbajte pronalaženje povećanja:

1. Pronađite priraštaj funkcije u točki kada je priraštaj argumenta jednak.
2. Isto vrijedi i za funkciju u točki.

rješenja:

U različitim točkama s istim inkrementom argumenta, inkrement funkcije bit će različit. To znači da je derivacija u svakoj točki različita (o tome smo govorili na samom početku - strmina ceste je različita u različitim točkama). Stoga, kada pišemo izvedenicu, moramo navesti u kojoj točki:

Funkcija snage.

Funkcija snage je funkcija u kojoj je argument do nekog stupnja (logičan, zar ne?).

Štoviše – u bilo kojoj mjeri: .

Najjednostavniji slučaj je kada je eksponent:

Nađimo njegovu derivaciju u točki. Prisjetimo se definicije derivata:

Dakle, argument se mijenja iz u. Koliki je prirast funkcije?

Povećanje je ovo. Ali funkcija je u bilo kojoj točki jednaka svom argumentu. Zato:

Derivacija je jednaka:

Derivacija je jednaka:

b) Sada razmislite kvadratna funkcija (): .

Prisjetimo se sada toga. To znači da se vrijednost prirasta može zanemariti, budući da je infinitezimalna i stoga beznačajna u odnosu na drugi član:

Pa smo smislili još jedno pravilo:

c) Nastavljamo logički niz: .

Ovaj se izraz može pojednostaviti na različite načine: otvoriti prvu zagradu pomoću formule za skraćeno množenje kuba zbroja ili faktorizirati cijeli izraz pomoću formule razlike kubova. Pokušajte to učiniti sami koristeći bilo koju od predloženih metoda.

Dakle, dobio sam sljedeće:

I opet da se prisjetimo toga. To znači da možemo zanemariti sve pojmove koji sadrže:

Dobivamo: .

d) Slična pravila mogu se dobiti za velike snage:

e) Ispada da se ovo pravilo može generalizirati za potencnu funkciju s proizvoljnim eksponentom, čak ni cijelim brojem:

(2)

Pravilo se može formulirati riječima: "stupanj se pomiče naprijed kao koeficijent, a zatim smanjuje za."

To ćemo pravilo dokazati kasnije (gotovo na samom kraju). Sada pogledajmo nekoliko primjera. Pronađite izvod funkcije:

1. (na dva načina: formulom i pomoću definicije derivacije - izračunavanjem prirasta funkcije);

1. . Vjerovali ili ne, ovo je funkcija moći. Ako imate pitanja poput “Kako je ovo? Gdje je diploma?”, sjetite se teme “”!
   Da, da, korijen je također stupanj, samo razlomak: .
   To znači da je naš kvadratni korijen samo potencija s eksponentom:
   .
   Izvod tražimo koristeći nedavno naučenu formulu:

   Ako na ovom mjestu opet postane nejasno, ponovite temu “”!!! (o stupnju s negativnim eksponentom)

2. . Sada eksponent:

   A sada kroz definiciju (jeste li već zaboravili?):
   ;
   .
   Sada, kao i obično, zanemarujemo termin koji sadrži:
   .

3. . Kombinacija prethodnih slučajeva: .

Trigonometrijske funkcije.

Ovdje ćemo se poslužiti jednom činjenicom iz više matematike:

S izrazom.

Dokaz ćete naučiti u prvoj godini instituta (a da biste tamo stigli, morate dobro položiti Jedinstveni državni ispit). Sada ću to samo grafički prikazati:

Vidimo da kada funkcija ne postoji - točka na grafu je izrezana. Ali što je bliže vrijednosti, to je funkcija bliže. To je ono što "cilji".

Osim toga, ovo pravilo možete provjeriti pomoću kalkulatora. Da, da, nemojte se sramiti, uzmite kalkulator, još nismo na Jedinstvenom državnom ispitu.

Dakle, pokušajmo: ;

Ne zaboravite prebaciti svoj kalkulator u radijanski način rada!

itd. Vidimo da što je manji, to je vrijednost omjera bliža.

a) Razmotrimo funkciju. Kao i obično, pronađimo njegov inkrement:

Pretvorimo razliku sinusa u produkt. Da bismo to učinili, koristimo se formulom (sjetite se teme “”): .

Sada izvedenica:

Napravimo zamjenu: . Tada je za infinitezimalno također infinitezimalno: . Izraz za ima oblik:

I sada se toga sjećamo izrazom. I također, što ako se infinitezimalna količina može zanemariti u zbroju (tj. at).

Dakle, dobivamo sljedeće pravilo: derivacija sinusa jednaka je kosinusu:

To su osnovne (“tabelarne”) izvedenice. Evo ih na jednom popisu:

Kasnije ćemo im dodati još nekoliko, ali ovi su najvažniji, jer se najčešće koriste.

Praksa:

1. Naći derivaciju funkcije u točki;
2. Pronađite izvod funkcije.

rješenja:

1. Prvo, pronađimo izvedenicu u opći pogled, a zatim zamijenite njegovu vrijednost:
   ;
   .
2. Ovdje imamo nešto slično funkcija snage. Pokušajmo je osvijestiti
   normalan pogled:
   .
   Odlično, sada možete koristiti formulu:
   .
   .
3. . Eeeeeee….. Što je ovo????

U redu, u pravu ste, još ne znamo kako pronaći takve izvedenice. Ovdje imamo kombinaciju nekoliko vrsta funkcija. Da biste radili s njima, morate naučiti još nekoliko pravila:

Eksponent i prirodni logaritam.

U matematici postoji funkcija čija je derivacija za bilo koju vrijednost istovremeno jednaka vrijednosti same funkcije. Zove se "eksponent" i eksponencijalna je funkcija

Osnova ove funkcije je konstanta – ona je beskonačna decimal, odnosno iracionalan broj (kao npr.). Naziva se "Eulerovim brojem", zbog čega se označava slovom.

Dakle, pravilo:

Vrlo lako za pamćenje.

Pa, da ne idemo daleko, pogledajmo to odmah inverzna funkcija. Koja je funkcija inverzna eksponencijalnoj funkciji? Logaritam:

U našem slučaju baza je broj:

Takav logaritam (odnosno logaritam s bazom) nazivamo "prirodnim", a za njega koristimo posebnu oznaku: umjesto toga pišemo.

Čemu je to jednako? Naravno, .

Derivacija prirodnog logaritma također je vrlo jednostavna:

Primjeri:

1. Pronađite izvod funkcije.
2. Što je derivacija funkcije?

odgovori: Izlagač i prirodni logaritam- funkcije su jedinstveno jednostavne u smislu izvodnica. Eksponencijalne i logaritamske funkcije s bilo kojom drugom bazom imat će različitu derivaciju, koju ćemo analizirati kasnije, nakon što prođemo kroz pravila diferenciranja.

Pravila razlikovanja

Pravila čega? Opet novi mandat, opet?!...

Diferencijacija je proces pronalaženja izvoda.

To je sve. Kako još jednom riječju možete nazvati ovaj proces? Nije derivacija... Matematičari diferencijal nazivaju istim povećanjem funkcije na. Ovaj pojam dolazi od latinske riječi differentia - razlika. Ovdje.

Prilikom izvođenja svih ovih pravila koristit ćemo dvije funkcije, na primjer, i. Trebat će nam i formule za njihova povećanja:

Postoji ukupno 5 pravila.

Konstanta je izvučena iz predznaka izvoda.

Ako - neki stalni broj (konstanta), onda.

Očito, ovo pravilo vrijedi i za razliku: .

Dokažimo to. Neka bude, ili jednostavnije.

Primjeri.

Pronađite izvode funkcija:

1. u točki;
2. u točki;
3. u točki;
4. u točki.

rješenja:

1. (derivacija je ista u svim točkama, budući da je ovo linearna funkcija, zapamtiti?);

Derivat proizvoda

Ovdje je sve slično: uvedimo novu funkciju i pronađemo njezin inkrement:

izvedenica:

Primjeri:

1. Nađite derivacije funkcija i;
2. Pronađite izvod funkcije u točki.

rješenja:

Derivacija eksponencijalne funkcije

Sada je vaše znanje dovoljno da naučite kako pronaći izvod bilo koje eksponencijalne funkcije, a ne samo eksponenata (jeste li već zaboravili što je to?).

Dakle, gdje je neki broj.

Već znamo izvod funkcije, pa pokušajmo reducirati našu funkciju na novu bazu:

Za ovo ćemo koristiti jednostavno pravilo: . Zatim:

Pa, uspjelo je. Sada pokušajte pronaći izvod i ne zaboravite da je ova funkcija složena.

Dogodilo se?

Evo, provjerite sami:

Pokazalo se da je formula vrlo slična izvodu eksponenta: kakva je bila, ostaje ista, samo se pojavio faktor koji je samo broj, ali ne i varijabla.

Primjeri:
Pronađite izvode funkcija:

odgovori:

Ovo je samo broj koji se ne može izračunati bez kalkulatora, odnosno ne može se zapisati u jednostavnijem obliku. Stoga ga ostavljamo u ovom obliku u odgovoru.

Derivacija logaritamske funkcije

Ovdje je slično: već znate izvedenicu prirodnog logaritma:

Stoga, da biste pronašli proizvoljni logaritam s različitom bazom, na primjer:

Moramo svesti ovaj logaritam na bazu. Kako mijenjate bazu logaritma? Nadam se da se sjećate ove formule:

Samo što ćemo sada umjesto toga napisati:

Nazivnik je jednostavno konstanta (konstantan broj, bez varijable). Izvod se dobiva vrlo jednostavno:

Derivati ​​eksponencijalnih i logaritamskih funkcija gotovo se nikada ne nalaze u Jedinstvenom državnom ispitu, ali neće biti suvišno znati ih.

Derivacija složene funkcije.

Što je "kompleksna funkcija"? Ne, ovo nije logaritam, niti arktangens. Ove funkcije mogu biti teške za razumijevanje (iako vam je logaritam težak, pročitajte temu "Logaritmi" i bit će vam sve u redu), ali s matematičke točke gledišta, riječ "kompleksno" ne znači "teško".

Zamislite malu pokretnu traku: dvoje ljudi sjede i rade neke radnje s nekim predmetima. Primjerice, prvi umota čokoladicu u omot, a drugi je veže vrpcom. Rezultat je kompozitni objekt: čokoladna pločica omotana i povezana vrpcom. Da biste pojeli čokoladicu, trebate učiniti obrnute korake obrnutim redoslijedom.

Stvorimo sličan matematički cjevovod: prvo ćemo pronaći kosinus broja, a zatim kvadrirati dobiveni broj. Dakle, dan nam je broj (čokolada), ja mu pronađem kosinus (omot), a ti onda kvadriraš ono što sam ja dobio (zaveži vrpcom). Što se dogodilo? Funkcija. Ovo je primjer složene funkcije: kada, da bismo pronašli njezinu vrijednost, izvodimo prvu radnju izravno s varijablom, a zatim drugu radnju s onim što je proizašlo iz prve.

Lako možemo napraviti iste korake obrnutim redoslijedom: prvo ga kvadrirate, a ja zatim tražim kosinus dobivenog broja: . Lako je pogoditi da će rezultat gotovo uvijek biti drugačiji. Važna značajka složenih funkcija: kada se promijeni redoslijed radnji, mijenja se i funkcija.

Drugim riječima, složena funkcija je funkcija čiji je argument druga funkcija: .

Za prvi primjer,.

Drugi primjer: (ista stvar). .

Pozvat će se radnja koju obavimo posljednju "vanjsku" funkciju, a radnja koja je prva izvedena - prema tome "unutarnja" funkcija(ovo su neformalni nazivi, koristim ih samo da jednostavnim jezikom objasnim gradivo).

Pokušajte sami odrediti koja je funkcija vanjska, a koja unutarnja:

odgovori: Odvajanje unutarnjih i vanjskih funkcija vrlo je slično mijenjanju varijabli: na primjer, u funkciji

1. Koju radnju ćemo prvo izvesti? Prvo izračunajmo sinus, a tek onda kubirajte. To znači da je to unutarnja funkcija, ali vanjska.
   A izvorna funkcija je njihov sastav: .
2. Interno: ; vanjski: .
   Ispitivanje: .
3. Interno: ; vanjski: .
   Ispitivanje: .
4. Interno: ; vanjski: .
   Ispitivanje: .
5. Interno: ; vanjski: .
   Ispitivanje: .

Mijenjamo varijable i dobivamo funkciju.

E, sad ćemo izdvojiti našu čokoladicu i potražiti izvedenicu. Postupak je uvijek obrnut: prvo tražimo derivaciju vanjske funkcije, zatim rezultat množimo s derivacijom unutarnje funkcije. U odnosu na izvorni primjer, to izgleda ovako:

Još jedan primjer:

Dakle, konačno formulirajmo službeno pravilo:

Algoritam za pronalaženje izvoda složene funkcije:

Čini se jednostavno, zar ne?

Provjerimo na primjerima:

rješenja:

1) Interno: ;

Vanjski: ;

2) Interno: ;

(Samo ga nemojte pokušavati prerezati do sada! Ništa ne izlazi ispod kosinusa, sjećate se?)

3) Interno: ;

Vanjski: ;

Odmah je jasno da je riječ o trorazinskoj složenoj funkciji: uostalom, to je već sama po sebi složena funkcija, a iz nje izvlačimo i korijen, odnosno izvodimo treću radnju (čokoladu stavljamo u omot i s vrpcom u aktovci). Ali nema razloga za strah: i dalje ćemo ovu funkciju "raspakirati" istim redoslijedom kao i obično: od kraja.

Odnosno, prvo diferenciramo korijen, zatim kosinus, a tek onda izraz u zagradi. I onda sve to množimo.

U takvim je slučajevima zgodno numerirati radnje. Odnosno, zamislimo ono što znamo. Kojim redoslijedom ćemo izvoditi radnje za izračunavanje vrijednosti ovog izraza? Pogledajmo primjer:

Što se radnja kasnije izvrši, to će odgovarajuća funkcija biti više "vanjska". Redoslijed radnji je isti kao i prije:

Ovdje je gniježđenje općenito na 4 razine. Odredimo tijek akcije.

1. Radikalni izraz. .

2. Korijen. .

3. Sinus. .

4. Trg. .

5. Sve zajedno:

DERIVACIJA. UKRATKO O GLAVNOM

Derivacija funkcije- omjer prirasta funkcije i prirasta argumenta za infinitezimalni priraštaj argumenta:

Osnovni derivati:

Pravila razlikovanja:

Konstanta je izuzeta iz predznaka izvoda:

Derivacija zbroja:

Derivat proizvoda:

Derivacija kvocijenta:

Derivacija složene funkcije:

Algoritam za pronalaženje izvoda složene funkcije:

1. Definiramo “unutarnju” funkciju i nalazimo njezinu derivaciju.
2. Definiramo “vanjsku” funkciju i nalazimo njen izvod.
3. Množimo rezultate prve i druge točke.

Nakon preliminarne topničke pripreme, primjeri s 3-4-5 ugniježđenja funkcija bit će manje strašni. Sljedeća dva primjera mogu se nekome činiti kompliciranima, ali ako ih razumijete (netko će patiti), onda će vam se gotovo sve ostalo u diferencijalnom računu činiti kao dječja šala.

Primjer 2

Pronađite izvod funkcije

Kao što je već navedeno, pri pronalaženju izvoda složene funkcije, prije svega, potrebno je Pravo RAZUMIJETE svoja ulaganja. U slučajevima kada postoje sumnje, podsjećam vas na korisnu tehniku: uzimamo eksperimentalnu vrijednost "x", na primjer, i pokušavamo (mentalno ili u nacrtu) zamijeniti tu vrijednost u "užasan izraz".

1) Prvo moramo izračunati izraz, što znači da je zbroj najdublje uloženje.

2) Zatim morate izračunati logaritam:

4) Zatim kubirajte kosinus:

5) U petom koraku razlika:

6) I konačno, najudaljenija funkcija je kvadratni korijen:

Formula za diferenciranje složene funkcije primjenjuju se obrnutim redoslijedom, od najudaljenije funkcije prema najunutarnjoj. Mi odlučujemo:

Čini se bez grešaka:

1) Izvadite kvadratni korijen.

2) Izvedite derivaciju razlike pomoću pravila

3) Derivacija trojke je nula. U drugom članu uzimamo izvod stupnja (kocke).

4) Uzmi izvod kosinusa.

6) I na kraju, uzimamo izvod najdublje uklopljenosti.

Možda se čini preteškim, ali ovo nije najbrutalniji primjer. Uzmite, na primjer, zbirku Kuznjecova i cijenit ćete svu ljepotu i jednostavnost analizirane izvedenice. Primijetio sam da sličnu stvar vole dati na ispitu kako bi provjerili razumije li student kako pronaći izvod složene funkcije ili ne razumije.

Sljedeći primjer je za vas da sami riješite.

Primjer 3

Pronađite izvod funkcije

Savjet: Prvo primjenjujemo pravila linearnosti i pravilo diferencijacije proizvoda

Potpuno rješenje i odgovor na kraju lekcije.

Vrijeme je da prijeđemo na nešto manje i ljepše.
Nije neuobičajeno da primjer prikazuje umnožak ne dvije, već tri funkcije. Kako pronaći derivaciju umnoška tri faktora?

Primjer 4

Pronađite izvod funkcije

Prvo gledamo, je li moguće umnožak tri funkcije pretvoriti u umnožak dviju funkcija? Na primjer, ako imamo dva polinoma u umnošku, tada bismo mogli otvoriti zagrade. Ali u primjeru koji se razmatra sve su funkcije različite: stupanj, eksponent i logaritam.

U takvim slučajevima potrebno je sekvencijalno primijeniti pravilo razlikovanja proizvoda dvaput

Trik je u tome što s "y" označavamo umnožak dviju funkcija: , a s "ve" označavamo logaritam: . Zašto se to može učiniti? Je li stvarno - ovo nije produkt dva faktora i pravilo ne funkcionira?! Nema ništa komplicirano:

Sada ostaje primijeniti pravilo drugi put u zagradu:

Također se možete uvrnuti i staviti nešto izvan zagrada, ali u ovom slučaju bolje je ostaviti odgovor točno u ovom obliku - lakše ćete ga provjeriti.

Razmatrani primjer može se riješiti na drugi način:

Oba rješenja su apsolutno jednaka.

Primjer 5

Pronađite izvod funkcije

Ovo je primjer za samostalno rješenje, u uzorku je riješeno prvom metodom.

Pogledajmo slične primjere s razlomcima.

Primjer 6

Pronađite izvod funkcije

Postoji nekoliko načina na koje možete doći ovdje:

Ili ovako:

No rješenje će biti kompaktnije napisano ako prvo upotrijebimo pravilo diferenciranja kvocijenta , uzimajući za cijeli brojnik:

U principu, primjer je riješen, a ako ostane takav, neće biti greške. Ali ako imate vremena, uvijek je preporučljivo provjeriti nacrt kako biste vidjeli može li se odgovor pojednostaviti?

Svedimo izraz brojnika na zajednički nazivnik i riješimo se trokatne strukture razlomka:

Nedostatak dodatnih pojednostavljenja je u tome što postoji rizik od pogreške ne pri pronalaženju izvedenice, već tijekom banalnih školskih transformacija. S druge strane, učitelji često odbijaju zadatak i traže da se izvedenica “dosjeti pameti”.

Jednostavniji primjer za samostalno rješavanje:

Primjer 7

Pronađite izvod funkcije

Nastavljamo svladavati metode pronalaženja derivata, a sada ćemo razmotriti tipičan slučaj kada je "strašni" logaritam predložen za diferencijaciju