Дифференциальное исчисление. Лекция 1

Содержание

Слайд 2

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Понятие производной функции 2. Основные правила дифференцирования 3.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Понятие производной функции
2. Основные правила
дифференцирования
3. Дифференциал функции
4. Основные

теоремы
дифференциального исчисления
Слайд 3

Литература 1. «Высшая математика для экономического бакалав-риата: Учебник и практикум» /

Литература

1. «Высшая математика для экономического бакалав-риата: Учебник и практикум» / Под

ред. проф. Н.Ш. Кремера. – М.: "Юрайт", 2016.
2. «Математика для экономистов от арифметики до эконометрики: базовый курс» / Под ред. проф. Н.Ш. Кремера. – М.: "Юрайт", 2016.
3. Демидович Б.П., Кудрявцев В.А. «Краткий курс высшей математики: Учебное пособие для вузов» - М.: ООО «Издательство Астрель», 2011.
Слайд 4

Понятие производной функции ПЕРВЫЙ ВОПРОС


Понятие производной функции

ПЕРВЫЙ ВОПРОС

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Замечание. Для функции одной переменной дифференцируемость и существование производной – понятия

Замечание.
Для функции одной переменной дифференцируемость и существование производной – понятия

равносильные.
Поэтому операцию нахождения производной часто называют дифференцированием.
Определение.
Если функция y = f (x) в точке x0 имеет конечную производ-ную, то функция называется дифференцируемой в этой точке.
Слайд 9

Определение. Если функция y = f (x) имеет производную в каждой

Определение.
Если функция y = f (x) имеет производную в каждой точке

не-которого промежутка Х (дифференцируема в каждой точке про-межутка Х, т.е. f (x) ∈ D(x) ∀x ∈ Х или f  ∈ D(X)), то говорят, что эта функция дифференцируема на данном промежутке.

Определение.
Если функция имеет непрерывную производную на некотором промежутке Х, то функцию называют гладкой (непрерывно диф-ференцируемой) на этом промежутке и пишут: f ∈ C (1) (Х). 

Зависимость между непрерывностью и дифференцируемостью функции
Теорема.
Если функция  y = f (x) дифференцируема в точке  x0, то она и непрерывна в этой точке.
Замечание.
Обратное утверждение неверно.
Пример.
Функция y =│x │ непрерывна в точке x = 0, но не имеет в этой точке производной, т.е. не является дифференцируемой.

Слайд 10

Основные правила дифференцирования ВТОРОЙ ВОПРОС


Основные правила
дифференцирования

ВТОРОЙ ВОПРОС

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Дифференциал функции ТРЕТИЙ ВОПРОС


Дифференциал функции

ТРЕТИЙ ВОПРОС

Слайд 20

Замечание. Если f '(x) = 0, то f '(x)∙Δ x не

Замечание.
Если f '(x) = 0, то f '(x)∙Δ x

не является главной частью прираще-ния Δy, поскольку α(Δx)∙Δ x, вообще говоря, отлична от нуля.
В этом случае полагают dy = 0.

Замечание.
Для функции y = x ⇒ dy = dx = x'·∆x, откуда dx = ∆x, т.е.
дифференциал независимой переменной равен приращению этой переменной.

Определение.
Дифференциалом функции y = f (x) в точке x называется главная линейная относительно Δ x часть приращения Δy, равная произведению производной на приращение Δ x независимой пере-менной:
dy = А∙Δx = f '(x)Δ x.

Слайд 21

Геометрический смысл дифференциала Дифференциал функции есть приращение ординаты касательной, проведенной к

Геометрический смысл дифференциала

Дифференциал функции есть приращение ординаты касательной, проведенной

к графику функции y = f (x) в дан-ной точке, когда x получает приращение ∆ x.
Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Основные теоремы дифференциального исчисления ЧЕТВЕРТЫЙ ВОПРОС


Основные теоремы
дифференциального исчисления

ЧЕТВЕРТЫЙ ВОПРОС

Слайд 26

Теорема (Ферма). Если дифференцируемая на промежутке Х функция y = f

Теорема (Ферма).
Если дифференцируемая на промежутке Х функция y =

f (x) достигает наибольшего или наименьшего значения во внутрен-ней точке х0 этого промежутка, то производная данной функции в этой точке равна нулю: f '(х0) = 0.
Доказательство.

Пусть y = f(x) достигает наименьшего значения в точке х0 :

Слайд 27

Слайд 28

Теорема (Ролля). Пусть функция y = f (x) удовлетворяет следующим условиям:

Теорема (Ролля).
Пусть функция y = f (x) удовлетворяет следующим

условиям:
1) непрерывна на отрезке [а, b];
2) дифференцируема на интервале (а, b);
3) на концах отрезка принимает равные значения: f (а) = f (b).
Тогда внутри отрезка существует по крайней мере одна такая точка ξ ∈(а, b), в которой производная функции равна нулю:
f '(ξ ) = 0.

Следствие.
Между двумя нулями дифференцируемой функции –
f(a) = f(b) = 0,
всегда лежит хотя бы один нуль ее производной.

Слайд 29

Слайд 30

Следствие. Если функция y = f (x) непрерывна на отрезке [а,

Следствие.
Если функция y = f (x) непрерывна на отрезке

[а, b] и во всех его внутренних точках имеет равную нулю производную, то эта функция постоянна на указанном отрезке.

Теорема Ролля – частный случай теоремы Лагранжа, так как при f(а) = f(b) хорда АВ параллельна оси Ох.

Слайд 31

Замечание. „Элементарное" доказательство теоремы Коши путем двукрат-ного применения к функциям f(x)

Замечание.
„Элементарное" доказательство теоремы Коши путем двукрат-ного применения к функциям f(x)

и g(х) формулы Лагранжа в виде
f(b) - f(a) = f '(ξ)(b - a) и g(b) - g(a) = g '(ξ)(b - a)
с последующим делением соответствующих частей этих равенств и сокращением на (b – a) ≠ 0 некорректно.
Слайд 32

(правило Бернулли – Лопиталя). Правило Бернулли – Лопиталя

(правило Бернулли – Лопиталя).

Правило
Бернулли – Лопиталя

Слайд 33

Однако легко видеть

Однако легко видеть