Пусть функция задана параметрическими уравнениями
Если функция монотонна и непрерывна, то
.
Пусть функции дифференцируемы и . По теореме о производной обратной функции:
.
Данная формула позволяет находить производную от функции, заданной параметрически, не находя явной зависимости от .
П р и м е р 4.Вычислить производную функции, заданной параметрически:
(параметрические уравнения эллипса).
Решение. , .►
Найдем вторую производную от функции заданной параметрически.
Из определения второй производной следует, что , то есть
или .
Аналогично получаем , ,….
Задание 4. Построить график функции, заданной параметрически (кардиоида) и произвести исследования с помощью производных.
Решение.
1) строим график функции.
2) вычислим производную первого порядка:
3) найдем критические точки.
Получили критические точки
4) строим график производной функции
Анализируем поведение функции в этих точках с помощью графика производной и графика самой функции, заданной параметрически.
5) вычисляем производную второго порядка.
6) строим график второй производной
Из графика второй производной следует, что есть точки перегиба:
Эти выводы соответствуют виду графика функции, заданной параметрически.
Рис.7 – Выполнение задания 4
Кривые в полярной системе координат
Пусть задана полярная система координат с началом в точке О и лучом . Положение точки А на плоскости однозначно определяется с помощью координат , где - угол между лучом и лучом, на котором расположена данная точка А, выходящим из начала координат, - расстояние от начала координат до точки А, причем , а .
Рис. 4
Декартовы координаты связаны с полярными (рис. 4) по формулам
Многие кривые на плоскости удобно описывать как функции .
Задание 5. Построить кривую, заданную в полярной системе координат формулой .
Решение. Так как , то и .
1) вычислим производную и определим точки минимума и максимума
на промежутке .
Получили, что - точка максимума, при функция принимает наименьшее значение.
2) строим график функции.
Рис.7 – Выполнение задания 5
Задачи для самостоятельной работы
Задача 1. Построить график функции с помощью производной первого порядка.
1. . | 2. . | 3. . |
4. . | 5. . | 6. . |
7. . | 8. | 9. . |
10. . | 11. . | 12. . |
13. . | 14. . | 15. . |
Задача 2. Построить график функции с помощью асимптот.
1. . | 2. . | 3. . |
4. . | 5. . | 6. . |
7. . | 8. . | 9. . |
10. . | 11. . | 12. . |
13. . | 14. . | 15. . |
Задача 3. Провести полное исследование функции и построить ее график.
1. . | 2. . | 3. . |
4. . | 5. . | 6. . |
7. . | 8. . | 9. . |
10. . | 11. . | 12. . |
13. . | 14. . | 15. . |
Задача 4. Построить график функции, заданной параметрически, и провести его исследование с помощью производных.
1. | 2. | 3. |
4. | 5. | 6. |
7. | 8. | 9. |
10. | 11. | 12. |
13. | 14. | 15. |
Задача 5. Построить кривую, заданную в полярной системе координат.
1. . | 2. . | 3. . |
4. . | 5. . | 6. . |
7. . | 8. . | 9. . |
10. . | 11. . | 12. . |
13. . | 14. | 15. . |
Содержание отчета по работе
1. Исходное задание и цель работы.
2. Распечатка контрольного примера и результатов машинного расчета.
4.5 Выводы по работе.
Контрольные вопросы