Властивості
Якщо функція неперервна в кожній точці інтервалу (а, b), то вона називається
неперервною на цьому інтервалі.
Функція неперервна на відрізку [ а, b ], якщо вона неперервна на (а, b) і, крім того,
неперервна справа в точці а і зліва в точці b.
Сформулюємо теореми про неперервні функції.
Теорема 1 (перша теорема Больцано-Коші). Якщо функція y = f (x)
неперервна на відрізку [ а; b ] і на його кінцях набирає значень різних знаків, то
всередині відрізка [ а; b ] знайдеться хоча б одна точка x = c, в якій функція
дорівнює нулю.
Теорема 2 (друга теорема Больцано-Коші). Нехай функція y = f (x)
неперервна на відрізку [ а; b ] і набуває на його кінцях різних значень: f (a) =/ f (b).
Тоді для довільного числа и є [ f (a); f (b)] знайдеться таке число c (a; b), що
f (c) є и.
Теорема 3 (Вейєрштрасса). Якщо функція y f (x) неперервна на відрізку
[ а; b ], то серед її значень на цьому відрізку існує найбільше і найменше.
8) Якщо хоча б одна з умов неперервності функції в точці не виконується, то
функція розривна в точці x 0, а саму точку x 0 називають точкою розриву функції.
Класифікація точок розриву проводиться таким чином:
1) якщо існують лівостороння і правостороння границі функції в точці , тобто ,
, де a і b –скінченні числа, причому а не дорівнює b, то точку x 0 називають точкою розриву першого роду; відмітимо, що в точці
x 0 сама функція може бути як визначена так і невизначена;
2) якщо хоча б одна з границь , не існує або дорівнює
нескінченості, то точку x 0 називають точкою розриву другого роду, в точці x 0
функція робить “нескінченний стрибок”
3) якщо , , f(x0)≠a або в цій точці функція
невизначена, то точку x 0 називають усувною точкою розриву
9 ) Похідною функції y = f(x) у точці Х називають число, до якого прямує відношення
Похідну функції f(x) позначають f'(x).
Фізичний зміст похідної. Якщо матеріальна точка рухається прямолінійно і її координата змінюється за законом S = S(t), то швидкість її руху v(t) у момент t дорівнює похідній S'(t): v(t) = S'(t)
Геометричний зміст похідної: значення похідної функції y = f(x) у точці x0 дорівнює кутовому коефіцієнту дотичної до графіка функції в точці з абсцисою x0:
y' = f'(x0) = k = tgα.
Зв’язок між неперервністю і диференційовністю функції встановлює теорема.
Теорема. Якщо функція диференційовна в деякій точці, то у цій точці функція неперервна.
10) Основні правила диференціювання.
Теорема 1. Похідна сталої дорівнює нулю.
y = c, то y΄ = 0
Теорема 2. Похідна алгебраїчної суми скінченого числа диференційованих функцій дорівнює алгебраїчній сумі похідних цих функцій
Теорема 3 Похідна добутку двох диференційованих функцій дорівнює добутку першого множника на похідну другого плюс добуток другого множника на похідну першого:
Теорема 4 Сталий множник виносимо за знак похідної
(cu)΄ = cu΄, де c = const
Теорема 5 Якщо чисельник і знаменник дробу диференційовані функції (знаменник не перетворюється в нуль), то похідна дробу також дорівнює дробу, чисельник якого є різниця добутків знаменника на похідну чисельника і чисельника на похідну знаменника, а знаменник є квадрат знаменника початкового дробу
11 ; ; ; ; ;
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .
12) Похідна складеної функції
Похідна оберненої функції
Похіднафункції, заданої параметрично:
Похідна неявно заданої функції
Якщо залежність між та задана в неявній формі , причому надалі будемо вважати, що диференційовна функція, то для знаходження похідної достатньо:
а) знайти похідну по від лівої частини рівняння, , враховуючи, що є функцією ;
б) прирівняти цю похідну до нуля
в) розв’язати отримане рівняння відносно
Логарифмічне диференціювання
Означення 1. Логарифмічною похідною функції називається похідна від логарифма цієї функції .
Для знаходження похідної степенево-показникової функції має сенс застосовувати логарифмічне диференціювання.
Нехай . Якщо спочатку прологарифмувати за основою обидві частини рівності: , а потім продиференціювати, враховуючи, що є функцією , то отримаємо
Звідки або, якщо згадати вигляд , то
13) Якщо функція має похідну в точці , то вираз називається диференціалом (differential) функції в цій точці і позначається символом . Тобто,
Скористаємося геометричним змістом похідної: .
З трикутника маємо: або . Але , тому .
Отже, диференціал функції в точці визначає приріст ординати дотичної до кривої в точці при переході від абсциси до абсциси