Алгебра 10 клас Є. П. Нелін (2018 рік) Профільний рівень

Page 205

§ 31. Поняття похідної, її фізичний і геометричний зміст

4. Обчислимо похідну функції y = (тобто f ( x ) =

1 x

). 1

1) ∆y = f ( x0 + ∆x ) − f ( x0 ) =

x0 ) =

1 x0 + ∆x

1

x0 − ( x0 + ∆x )

=

x0

2)

=

( x0 + ∆x ) x0

∆y ∆x

=

− ∆x

x0 + ∆x

( x0 + ∆x ) x0

− ∆x

( x0 + ∆x ) x0 ∆x

=

−1

1

x0

6

1 x

=

x0 − ( x0 + ∆Ураховуючи x) − ∆x означення похідної функ= ∆x ) x ∆x ) x0 результати, одержаy0= f ( x( x),0 +запишемо ( x0 + ції

.

( x0 + ∆x ) x0

.

3) При ∆x → 0 значення x0 + ∆x → x0 . Тоді

∆y

∆x

−1

x0 x0

=−

1

x02

Геометричний зміст похідної та рівняння дотичної до графіка функції y = f (x)

.

ні при розгляді дотичної до графіка функції (рис. 31.7). Як було обґрунтовано вище, тангенс кута ϕ нахилу дотичної в точці M з абсцисою x0 (рис. 31.7) обчислюють за формулою lim

Це означає, що y′ ( x0 ) = −

1

. Тоді по-

∆x → 0

tg ϕ = lim ∆y ∆x

∆x → 0

∆y

∆x

.

З

іншого

боку,

= f ′ ( x0 ) . Тоді f ′ ( x0 ) = tg ϕ.

Нагадаємо, що в рівнянні прямої y = kx + b кутовий коефіцієнт k дорівнює 1 у довільній точці x з її хідна функції y = тангенсу кута ϕ нахилу прямої до осі Ox. x 1 Якщо k — кутовий коефіцієнт дотичної, то області визначення (при x ≠ 0) y′ ( x ) = − 2 . x k = tg ϕ = f ′ ( x0 ) . Отже, значення похідної 1  1 ′ Отже,   = − 2 .  в точці x0 дорівнює тангенсу кута нахилу x x дотичної до графіка функції в точці з абсцисою x0 і дорівнює кутовому коефіцієн5. Обчислимо похідну функції y = x ту цієї дотичної (кут відлічують від додат( ) (тобто f x = x ). ного напрямку осі Ox проти годинникової 1) ∆y = f (x0 + ∆x ) − f (x0 ) = x0 + ∆x − x0 . стрілки). Помножимо і поділимо одержаний виОтже, якщо y = kx + b — рівняння дораз на суму x0 + ∆x + x0 та запишемо тичної до графіка функції y = f ( x ) у точці ∆y так: M з координатами ( x0 ; f ( x0 ) ) і k = f ′ ( x0 ) , x0 + ∆x − x0 x0 + ∆x + x0 x0 + ∆xто − xy 0 = f ′ ( x0 ) x + b . Оскільки дотична прохо∆y = = = x0 + ∆x + x0 x0 + ∆xдить + x0 через точку M ( x0 ; f ( x0 ) ), то її координати задовольняють останнє рівняння, x0 + ∆x + x0 x0 + ∆x − x0 ∆x тобто f ( x0 ) = f ′ ( x0 ) x0 + b . Звідси знаходимо . = = x0 + ∆x + x0 + x0 x0 + ∆x + x0 b = f ( x0 ) − f ′ ( x0 ) x0 , і записуємо рівняння дотичної: ∆y ∆x 1 = = . 2) y = f ′ ( x0 ) x + f ( x0 ) − f ′ ( x0 ) x0 . ∆x x0 + ∆x + x0 x0 + ∆x + x0 ∆x Його зручно записати у вигляді: 3) При ∆x → 0 значення x0 + ∆x → x0 . y = f ( x0 ) + f ′ ( x0 ) ( x − x0 ).

(

x02

)(

)

)

(

Тоді

∆y

∆x

)

1

x0 + x0

=

1

2 x0

Це означає, що y′ ( x0 ) =

.

y 1

(звичай-

f (x0 + ∆x)

но, при x0 ≠ 0 ). Тоді похідна функції y = x у довільній точці x з її області визначення, крім x = 0 (тобто при x > 0 ), 1 1 ′ . Отже, ( x ) = y′ ( x ) = .  2 x 2 x

f (x0)

2 x0

y = f (x)

ϕ 0

∆y

M ∆x

x0 x0 + ∆x  Рис. 31.7 A

x

205


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.