Геометрический смысл производной

Содержание

Слайд 2

Геометрический смысл производной. Производная функции в точке x0 равна угловому коэффициенту

Геометрический смысл производной.

Производная функции в точке x0 равна угловому коэффициенту касательной

к графику функции  y = f(x) в этой точке.

Повторение

Слайд 3

х2 х3 х4 х у В точке х2 угол наклона касательной

х2 х3 х4

х

у

В точке х2 угол наклона касательной – острый,

значит,

В точке х4 угол наклона касательной – тупой, значит,

В точке х3 угол наклона касательной – равен 0°, значит,

Слайд 4

Слайд 5

Окрестность точки Определение Окрестностью точки называется некоторый интервал, содержащий данную точку

Окрестность точки

Определение Окрестностью точки называется некоторый интервал, содержащий данную точку

Слайд 6

Например: Точка О є (-1; 1) Интервал (-1; 1) – окрестность

Например:
Точка О є (-1; 1)
Интервал (-1; 1) – окрестность точки О.

Окрестность

точки

x

y

1

-1

О

у = f(х)

Слайд 7

Точка локального максимума Точка а из области определения функции f(х) называется

Точка локального максимума

Точка а из области определения функции f(х) называется точкой

локального максимума этой функции, если существует такая окрестность точки а, что для любого х не равного а из этой окрестности выполняется:
f(а) > f(х).
Слайд 8

Пусть т. О є (-1; 1) Для любого х из окрестности

Пусть т. О є (-1; 1)
Для любого х из окрестности точки

О:
f(0) > f(х)
f(0) – максимальное значение функции на данном промежутке, т.е. х = 0 – точка локального максимума.

Точка локального максимума.

x

y

1

-1

О

у = f(х)

Слайд 9

Точка локального минимума Точка а из области определения функции f(х) называется

Точка локального минимума

Точка а из области определения функции f(х) называется точкой

локального минимума этой функции, если существует такая окрестность точки а, что для любого х не равного а из этой окрестности выполняется:
f(а) ˂ f(х).
Слайд 10

Точка А є (3; 5). Для любого х из окрестности точки

Точка А є (3; 5).
Для любого х из окрестности точки А:

f(4) < f(х)
f(4) – минимальное значение функции на данном промежутке, т.е. х = 4 – точка локального минимума.

Точка локального минимума.

x

y

1

-1

А

4

5

3

у = f(х)

Слайд 11

Точки максимума и минимума обозначают: Хmax, Xmin – точки экстремума. Значения

Точки максимума и минимума обозначают:
Хmax, Xmin – точки экстремума.
Значения функции в

этих точках обозначают:
Ymax, Y min
и называют - экстремумы функции
Слайд 12

Слайд 13

y Сколько точек локального минимума и локального максимума имеет функция у=f(х)?

y

Сколько точек локального минимума и локального максимума имеет функция у=f(х)?

у =

f(х)

Локальный максимум

Локальный минимум

Слайд 14

Ответ: 2





Ответ: 2

Слайд 15

Точки локального максимума и локального минимума функции называются точками локальных экстремумов

Точки локального максимума и локального минимума функции называются точками локальных экстремумов

функции.

Точки экстремума функции.

y

у = f(х)

Чему равна производная в точках локального
экстремума?

Слайд 16

Теорема Ферма. (Необходимое условие экстремума) Теорема. Если х0 - точка экстремума

Теорема Ферма. (Необходимое условие экстремума)

Теорема. Если х0 - точка экстремума дифференцируемой функции

f(х), то f ´(х0) = 0.
Геометрический смысл.

x

y

у = f(х)

x1

x2

f´(х1) = 0

f´(х2) = 0

Слайд 17

Вспомним, что точки, в которых f´(х) = 0 называются критическими или

Вспомним, что точки, в которых f´(х) = 0 называются критическими или

стационарными точками. Данное определение необходимо дополнить.

Внутренние точки области определения функции, в которых ее производная равна нулю или не существует, называются критическими точками.

Слайд 18

Ответим на вопрос - верно ли обратное утверждение: если функция дифференцируема

Ответим на вопрос - верно ли обратное утверждение:

если функция дифференцируема в

точке х0 и f ´(х0) = 0 , то следует ли , что
х0 - точка экстремума?
Слайд 19

Интересно: f ´(х0) = 0 х0 - точка экстремума f (х)

Интересно: f ´(х0) = 0 х0 - точка экстремума

f (х)

= х3
f ´(х) = 3х2
3х2 = 0; х = 0 –критическая точка,
т.е. f ´(0) = 0,
однако точка х = 0 не есть точка максимума или точка минимума (обоснуйте, используя определение)
Значит, х = 0 – не является точкой экстремума.

f (х)= х3

Видим, что не все критические точки есть точки экстремума

Слайд 20

Таким образом, если f' (х0 ) = 0, то необязательно, что

Таким образом, если f' (х0 ) = 0, то необязательно,

что точка х0 будет точкой экстремума.
Примеры
Слайд 21

Достаточное условие существования экстремума функции: Если при переходе через точку х0

Достаточное условие существования экстремума функции:
Если при переходе через точку

х0 производная от функция меняет знак с «плюса» на «минус», то точка х0 является точкой максимума.

х0


х

y

а

b

Слайд 22

Достаточное условие существования экстремума функции: Если при переходе через точку х0

Достаточное условие существования экстремума функции:
Если при переходе через точку х0

производная от функции меняет знак с «минуса» на «плюс», то точка х0 является точкой минимума.

х0


х

y

а

b

х0

х0

Слайд 23

Алгоритм нахождения точек экстремума функции: 1) найти производную функции; 2) найти

Алгоритм нахождения точек экстремума функции:
1) найти производную функции;
2) найти критические точки,

т.е. решить уравнение f´(х)=0;
3) с помощью метода интервалов определить знаки производной в окрестностях критических точек;
4) используя достаточные условия существования экстремума, найти точки максимума и минимума

х0

Слайд 24

Упрощенное нахождение точек максимума и минимума: х=-2 – точка максимума, х=0 – точка минимума

Упрощенное нахождение точек максимума и
минимума:
х=-2 – точка максимума,
х=0

– точка минимума
Слайд 25

Пример: Найдите точки экстремума функции f(х)=2х4 – 4х2 +1 f´(х)= 8х3

Пример:
Найдите точки экстремума функции
f(х)=2х4 – 4х2 +1
f´(х)= 8х3 –


f´(х)=0 т.е. 8х3 – 8х =0
8х(х2 – 1)=0
8х=0 или х2 – 1=0
х₁ =0 х2 =1
х₂ = -1; х3=1
Ответ: Хmax= 0;
Xmin =-1 , Xmin =1.
Слайд 26

Решение упражнений. УСТНО:

Решение упражнений.

УСТНО:

Слайд 27

№1 В каких точках производная функции равна нулю? Не существует? O

№1 В каких точках производная функции равна нулю? Не существует?

O

x

y

1

1








х 1

х

2

х 3

х4

х5

х 6

х7

у = f(х)

Слайд 28

№ 2 С помощью графиков функций найдите промежутки возрастания, убывания функции и точки экстремума

№ 2 С помощью графиков функций найдите промежутки возрастания, убывания функции

и точки экстремума