Пусть дана функция -переменных:
В этом случае вводится понятие частной производной:
Частной производной функции по аргументу называется предел отношения приращения функции, когда изменяется , к приращению аргумента , когда приращение аргумента стремится к нулю
Соответственно частная производная по обозначается .
Если частную производную от функции по умножить на ее дифференциал , то получим частный дифференциал по аргументу :
Частный дифференциал по будет равен:
Полный дифференциал для функции двух переменных определяется по формуле:
Например:
Найти полный дифференциал функции:
.
Решение:
1.10. ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛА В ПРИБЛИЖЁННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЯХ
При достаточно малых выполняется условие: .
Учитывая, что , получаем
, откуда
(*)
Например:
1. Вычислить .
, тогда . Применяя формулу (*), получаем:
2. Вычислить .
3. Вычислить .
4. Вычислить .
2.НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ
ПЛАН: | 2.1. Первообразная функция и неопределённый интеграл. |
2.2. Свойства неопределённого интеграла. | |
2.3. Таблица основных интегралов. | |
2.4. Простейшие методы интегрирования: а) непосредственное интегрирование б) метод постановки в) интегрирование по частям |
Интегральное исчисление является составной частью математического анализа и применяется при решении многих задач химии, биологии именно в тех случаях, когда по известной производной требуется найти вид самой функции.
2.1. ПЕРВООБРАЗНАЯ ФУНКЦИЯ И НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ
ИНТЕГРАЛ
Процесс дифференцирования т.е. нахождение производной или дифференциала функции, с физической точки зрения, сводится к следующему: зная закон движения материальной системы можно определить мгновенное значение скорости в данной точке траектории её движения. геометрической точки зрения, этот процесс состоит в нахождении угла наклона касательной, проведённой к графику функции в данной точке.
Но часто ставится и обратная задача, т. е. необходимо определить закон движения материальной системы, зная её скорость или по угла наклона касательной найти соответствующую функцию. Для решения этой задачи вводится понятие неопределённого интеграла, а сам процесс решения называется интегрированием.
Другими словами: если процесс дифференцирования состоит в нахождении производной данной функции, топроцесс интегрирования - это нахождение функции по её производной или дифференциалу.
Введём понятие первообразной функции:
Функция , имеющая функцию своей производной или своим дифференциалом, называется первообразной данной функции:
Пример 1. Основная задача механики состоит в нахождении положения, т.е. координат движущегося тела или материальной точки в любой момент времени. Для прямолинейного равноускоренного движения с начальной скоростью зависимость координаты от времени определяется следующей формулой:
где: - начальная координата
- начальная скорость
- ускорение
Тогда мгновенная скорость будет:
При любых значениях выражение для скорости, т.е. производной остаётся одним и тем же.
Пример 2. Найти производные следующих функций:
Таким образом, одной производной или одному дифференциалу соответствует не одно, а множество первообразных.
Совокупность всех первообразных функций для дифференциала называется неопределённым интегралом и обозначается:
где, –знак неопределённого интеграла
– подынтегральное выражение
– подынтегральная функция
– первообразная функция
– постоянная интегрирования
–решение неопределенного интеграла или совокупностьпервообразных.
2.2. СВОЙСТВА НЕОПРЕДЕЛЁННОГО ИНТЕГРАЛА
1. Производная от неопределённого интеграла равна подынтегральной функции:
2. Дифференциал от неопределённого интеграла равен подынтегральному выражению:
3. Интеграл от дифференциала функции равен самой функции, сложенной с произвольной постоянной:
4. Постоянный множитель можно вынести за знак интеграла:
5. Интеграл алгебраической суммы функций равен алгебраической сумме интегралов этих функций:
ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ ИНТЕГРАЛОВ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.