Понятие производной, её геометрический и механический смысл
Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Понятие производной, её геометрический и механический смысл
1. Задача о касательной.
Пусть дана некоторая кривая 𝑦 = 𝑓(𝑥). Возьмём на кривой точку 𝑀0 (𝑥0 , 𝑦0 ) и
дадим абсциссе этой точки приращение ∆𝑥. Тогда функция получит приращение
∆𝑦 = ∆𝑓 = 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0 ).
От точки М0 перейдём к точке 𝑀(𝑥0 + 𝛥𝑥, 𝑓(𝑥0 + 𝛥𝑥)). Угловой коэффициент
секущей М0 М
𝑘сек = 𝑡𝑔𝜑 = 𝑡𝑔∠𝑀𝑀0 𝑁 =
𝑀𝑁
𝑀0 𝑁
=
𝛥𝑦
𝛥𝑥
.
Если приращение аргумента 𝛥𝑥 стремится к нулю, то точка М стремится по
кривой к точке М0. При этом секущая примет некоторое предельное положение.
Определение. Касательной к кривой 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке М0 называется
предельное положение секущей М0 М: 𝑀0 𝑇, когда точка М, двигаясь по кривой,
стремится к точке М0 .
При стремлении 𝛥𝑥 к нулю угловой коэффициент секущей стремится к
угловому коэффициенту касательной
𝛥𝑦
.
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝑘кас = 𝑡𝑔𝛼 = 𝑙𝑖𝑚 𝑡𝑔𝜑 = 𝑙𝑖𝑚
𝛥𝑥→0
2. Задача о скорости.
Положение точки, движущейся прямолинейно, определяется её расстоянием,
отсчитываемым от некоторой начальной точки, – пройденным путём. Уравнение
движения точки: 𝑠 = 𝑠(𝑡), где 𝑡 – время движения. Дадим переменной 𝑡 некоторое
1
приращение 𝛥𝑡. За промежуток времени 𝛥𝑡 приращение пути составит
𝛥𝑠 = 𝑠(𝑡 + 𝛥𝑡) − 𝑠(𝑡).
Отношение
𝛥𝑠
𝛥𝑡
= 𝑣ср – средняя скорость точки за время 𝛥𝑡.
Скоростью точки в момент времени 𝑡 (мгновенной скоростью) называют
предел, к которому стремится средняя скорость 𝑣ср , за промежуток времени 𝛥𝑡,
стремящийся к нулю.
𝑣мгн = 𝑙𝑖𝑚 𝑣ср = 𝑙𝑖𝑚
𝛥𝑡→0
𝛥𝑠
𝛥𝑡→0 𝛥𝑡
.
Сопоставляя операции, проводимые в первой и второй задаче, можно увидеть,
что, по существу, проводились одни и те же шаги: независимой переменной давалось
приращение, находилось соответствующее приращение функции, отношение
приращения функции к приращению аргумента и затем вычислялся предел этого
отношения при стремлении к нулю приращения аргумента. Таким образом, приходим
к основному понятию дифференциального исчисления – производной.
Пусть функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) определена на множестве Х, и 𝑥0 – точка множества Х.
Дадим 𝑥0 приращение 𝛥𝑥 так, чтобы точка 𝑥0 + 𝛥𝑥 не вышла за границы множества
Х. Найдём приращение функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥0 : 𝛥𝑓 = 𝑓(𝑥0 + 𝛥𝑥) − 𝑓(𝑥0 ).
Составим отношение приращения функции в этой точке к приращению аргумента
𝛥𝑓
𝛥𝑥
.
Определение. Производной функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥0 называется конечный
предел отношения приращения функции в этой точке к приращению аргумента при
условии, что приращение аргумента стремится к нулю.
𝑦′ = 𝑓′(𝑥0 ) =
𝑑𝑓
𝛥𝑓
= 𝑙𝑖𝑚
𝑑𝑥 𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
Процесс отыскания производной функции называется дифференцированием
функции.
Для того чтобы найти производную функции в точке нужно:
1) вычислить значение функции в этой точке,
2) найти значение аргумента, полученное при приращении аргумента 𝛥𝑥;
3) вычислить значение функции в полученной точке;
4) найти приращение функции в заданной точке;
5) найти предел отношения приращения функции к приращению аргумента при
условии, что приращение аргумента стремится к нулю. Если он существует и конечен,
2
то он является значением производной в заданной точке.
Исходя из рассмотренных задач о касательной и о скорости, можно
сформулировать геометрический и механический смысл производной.
Геометрический смысл производной: производная функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥
численно равна угловому коэффициенту (тангенсу угла наклона) касательной,
проведённой к кривой в точке с абсциссой 𝑥.
𝑓 ′ (𝑥) = 𝑘 = 𝑡𝑔𝛼.
Механический
смысл производной:
мгновенная
скорость движущейся
прямолинейно материальной точки численно равна производной от пути по времени.
𝑠 ′ (𝑡) = 𝑣(𝑡).
Уравнение касательной, проходящей через точку (𝑥0 , 𝑦0 ):
𝑦 − 𝑦0 = 𝑓′(𝑥0 )(𝑥 − 𝑥0 )
Определение. Нормалью к кривой 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке М называется прямая,
проходящая через эту точку, перпендикулярно касательной, проведённой к кривой в
точке М. Уравнение нормали, проходящей через точку (𝑥0 , 𝑦0 ):
𝑦 − 𝑦0 = −
1
(𝑥 − 𝑥0 ).
𝑓 ′ (𝑥0 )
Понятие функции, дифференцируемой в точке
Пусть функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) определена в (𝑎, 𝑏), и пусть в точке 𝑥0 этого интервала
функция имеет конечную производную, отличную от нуля.
Определение. Функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) называется дифференцируемой в точке 𝑥0 ,
если её приращение в этой точке можно записать в виде 𝛥𝑓 = 𝐴 ⋅ 𝛥𝑥 + 𝛼(𝛥𝑥) ⋅ 𝛥𝑥, где
𝐴 – действительное число, отличное от нуля, 𝛼(𝛥𝑥) – бесконечно малая функция при
𝛥𝑥 → 0.
Теорема. Для того чтобы функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥0 была дифференцируема,
необходимо и достаточно, чтобы в этой точке она имела конечную производную.
Доказательство.
Необходимость. Дано: функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) дифференцируема в точке 𝑥0 .
Доказать, что в этой точке 𝑦 = 𝑓(𝑥) имеет конечную производную.
Доказательство. Исходя из определения дифференцируемой функции её
приращение в точке 𝑥0 может быть записано в виде 𝛥𝑓 = 𝐴 ⋅ 𝛥𝑥 + 𝛼(𝛥𝑥) ⋅ 𝛥𝑥.
3
Разделим обе части этого равенства на 𝛥𝑥 и вычислим предел полученного
отношения при 𝛥𝑥 → 0.
𝑙𝑖𝑚
𝛥𝑓
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
= 𝑙𝑖𝑚 (𝐴 + 𝛼(𝛥𝑥)) = 𝐴 + 0 = 𝐴. По определению производной 𝑓′(𝑥) = 𝐴.
𝛥𝑥→0
Достаточность – самостоятельно!
Функция, имеющая конечную производную в точке 𝑥0 , дифференцируема в
этой точке.
Теорема о связи дифференцируемости функции с её непрерывностью. Если
функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) дифференцируема в точке 𝑥0 , то она непрерывна в этой точке.
Доказательство. Пусть 𝑦 = 𝑓(𝑥) дифференцируема в точке 𝑥0 , следовательно,
приращение функции в этой точке может быть записано в виде:
𝛥𝑓 = 𝑓 ′ (𝑥0 )𝛥𝑥 + 𝛼(𝛥𝑥)𝛥𝑥.
Если 𝛥𝑥 → 0, то 𝛥𝑓 → 0, то есть бесконечно малому приращению аргумента
соответствует бесконечно малое приращение функции, что, по определению
означает, что функция непрерывна в точке 𝑥0 .
Утверждение, обратное данному, не выполняется.
Пример. Функция 𝑦 = |𝑥| непрерывна в точке 𝑥 = 0, но не дифференцируема в
ней.
Найдём приращение функции в указанной точке:
𝛥𝑦(0) = 𝑦(0 + 𝛥𝑥) − 𝑦(0) = |𝛥𝑥| − |0| = |𝛥𝑥|.
Найдём предел отношения приращения функции к приращению аргумента при
𝛥𝑥 → 0:
|𝛥𝑥|
1, 𝛥𝑥 → +0,
={
−1, 𝛥𝑥 → −0.
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝑙𝑖𝑚
Правила дифференцирования
1. Производная алгебраической суммы конечного числа дифференцируемых
функций равна алгебраической сумме производных этих функций.
′
(𝑢(𝑥) ± 𝑣(𝑥)) = 𝑢′ (𝑥) ± 𝑣 ′ (𝑥).
Доказательство (по определению производной) – для суммы двух функций.
𝑦 = 𝑢(𝑥) + 𝑣(𝑥),
𝛥𝑦 = (𝑢(𝑥 + 𝛥𝑥) + 𝑣(𝑥 + 𝛥𝑥)) − (𝑢(𝑥) + 𝑣(𝑥)),
4
𝛥𝑦
(𝑢(𝑥 + 𝛥𝑥) + 𝑣(𝑥 + 𝛥𝑥)) − (𝑢(𝑥) + 𝑣(𝑥))
= 𝑙𝑖𝑚
=
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝛥𝑥→0
𝛥𝑥
𝑢(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝑢(𝑥)
𝑣(𝑥 + 𝛥𝑥) − 𝑣(𝑥)
= 𝑙𝑖𝑚
+ 𝑙𝑖𝑚
=
𝛥𝑥→0
𝛥𝑥→0
𝛥𝑥
𝛥𝑥
𝛥𝑢
𝛥𝑣
= 𝑙𝑖𝑚
+ 𝑙𝑖𝑚
= 𝑢′(𝑥) + 𝑣′(𝑥)
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝑙𝑖𝑚
2. Производная произведения двух дифференцируемых функций вычисляется
′
по формуле (𝑢(𝑥)𝑣(𝑥)) = 𝑢′ (𝑥)𝑣(𝑥) + 𝑢(𝑥)𝑣 ′ (𝑥).
Доказательство (по аналогии с предыдущим)
Следствие 1. Постоянный множитель можно выносить за знак производной.
′
Если 𝑦 = 𝑓(𝑥) – дифференцируемая функция, 𝑘 – константа, то (𝑘𝑓(𝑥)) = 𝑘𝑓 ′ (𝑥).
Следствие 2. Производная произведения конечного числа дифференцируемых
функций равна производной первого множителя, умноженной на все остальные
сомножители, плюс производная второго множителя, умноженная на остальные
сомножители, плюс и т. д., плюс производная последнего множителя, умноженная на
все остальные множители.
3. Производная частного двух дифференцируемых функций вычисляется по
𝑢(𝑥) ′
формуле (
) =
𝑣(𝑥)
𝑢′ 𝑣−𝑢𝑣 ′
𝑣2
.
Производная обратной функции
Пусть функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) в интервале (𝑎; 𝑏) имеет производную, не
обращающуюся в этом интервале в нуль, а 𝑥 = 𝜑(𝑦) – функция, обратная для
функции 𝑦 = 𝑓(𝑥).
Теорема. Пусть функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) имеет конечную производную, отличную от
1
нуля, тогда обратная функция 𝑥 = 𝜑(𝑦) имеет производную 𝑥 ′ = ′ .
𝑦
Производная сложной функции
Пусть функция 𝑦 = 𝑓(𝑢) дифференцируема во множестве U, а функция 𝑢 =
𝜑(𝑥) дифференцируема во множестве 𝑋, при этом каждому значению 𝑥 ∈ Х
соответствует 𝜑(𝑥) ∈ 𝑈. 𝑦 = 𝑓[𝜑(𝑥)]
Теорема о производной сложной функции. Производная сложной функции
по независимой переменной равна производной функции промежуточного аргумента
по этому аргументу, умноженной на производную промежуточного аргумента по
5
независимой переменной.
𝑑𝑦
𝑑𝑥
= 𝑦𝑥′ = 𝑓𝑢′ ⋅ 𝑢𝑥′ =
𝑑𝑓
𝑑𝑢
⋅
𝑑𝑢
𝑑𝑥
.
Доказательство. Пусть 𝑥0 – произвольная точка множества X. Дадим этой точке
произвольное приращение 𝛥𝑥 так, чтобы точка 𝑥0 + 𝛥𝑥 не вышла за границы
множества Х. Найдём приращение функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥0 :
𝛥𝑓 = 𝑓(𝑢(𝑥0 + 𝛥𝑥)) − 𝑓(𝑢(𝑥0 )).
Обозначим 𝑢(𝑥0 ) = 𝑢0 ∈ 𝑈, 𝑢(𝑥0 + 𝛥𝑥) = 𝑢0 + 𝛥𝑢. Так как функция 𝑦 = 𝑓(𝑢)
дифференцируема во множестве U, то её приращение в точке 𝑢0 можно записать:
𝛥𝑓 = 𝑓 ′ (𝑢0 )𝛥𝑢 + 𝛼(𝛥𝑢) ⋅ 𝛥𝑢.
Из дифференцируемости функции 𝑢 = 𝜑(𝑥) следует, что её приращение в точке
𝑥0 можно записать 𝛥𝑢 = 𝑢′ (𝑥0 )𝛥𝑥 + 𝛽(𝛥𝑥)𝛥𝑥. Тогда приращение функции 𝑦 = 𝑓(𝑥)
в точке 𝑥0 примет вид 𝛥𝑓 = 𝑓 ′ (𝑢0 )𝑢′ (𝑥0 )𝛥𝑥 + 𝛾(𝛥𝑥)𝛥𝑥, следовательно, функция 𝑦 =
𝑓[𝜑(𝑥)] дифференцируема в точке 𝑥0 , и её производная будет равна
𝑑𝑓(𝑢(𝑥)
𝛥𝑓
= 𝑙𝑖𝑚
= 𝑓 ′ (𝑢0 ) ⋅ 𝑢′ (𝑥0 ).
𝛥𝑥→0 𝛥𝑥
𝑑𝑥
Что и требовалось доказать.
Производная сложной функции равна произведению производных от функций
её составляющих.
Таблица производных элементарных функций
1. (𝐶)′ = 0
2. (𝑥)′ = 1
3. (𝑢𝛼 )′ = 𝛼𝑢𝛼−1 ⋅ 𝑢′
′
4. (√𝑢) =
1 ′
1
2√𝑢
1
⋅𝑢
10. (𝑠𝑖𝑛 𝑢)′ = 𝑐𝑜𝑠 𝑢 ⋅ 𝑢′
11. (𝑐𝑜𝑠 𝑢)′ = − 𝑠𝑖𝑛 𝑢 ⋅ 𝑢′
1
12. (𝑡𝑔 𝑢)′ = 2 ⋅ 𝑢′
𝑐𝑜𝑠 𝑢
′
′
13. (𝑐𝑡𝑔 𝑢) = −
1
𝑠𝑖𝑛2 𝑢
1
5. ( ) = − 2 ⋅ 𝑢′
𝑢
𝑢
14. (𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 𝑢)′ =
6. (𝑎𝑢 )′ = 𝑎𝑢 𝑙𝑛 𝑎 ⋅ 𝑢′
15. (𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠 𝑢)′ = −
7. (𝑒 𝑢 )′ = 𝑒 𝑢 ⋅ 𝑢′
16. (𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑢)′ =
8. (𝑙𝑜𝑔𝑎 𝑢)′ =
1
𝑢 𝑙𝑛 𝑎
1
⋅ 𝑢′
𝑢
⋅ 𝑢′
⋅ 𝑢′
√1−𝑢2
1
⋅ 𝑢′
√1−𝑢2
1
⋅ 𝑢′
1+𝑢2
1
17. (𝑎𝑟𝑐𝑐𝑡𝑔 𝑢)′ = −
1+𝑢2
⋅ 𝑢′
⋅ 𝑢′
9. (𝑙𝑛 𝑢)′ =
Вывод формулы 1
𝑦 = 𝐶, 𝐷(𝑦) = 𝑅, 𝑋 = 𝑅
1) 𝑦(𝑥0 ) = 𝐶,
2) 𝑥0 + 𝛥𝑥 ∈ 𝑅;
6
3) 𝑦(𝑥0 + ∆𝑥) = 𝐶;
4) ∆𝑦 = 𝑦(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑦(𝑥0 ) = 𝐶 − 𝐶 = 0;
5) lim
Δ𝑦
∆𝑥→0 Δ𝑥
= lim
∆𝑥→0 Δ𝑥
= 0. 𝐶 ′ = 0
Логарифмическое дифференцирование
Метод логарифмического дифференцирования состоит в том, что сначала обе
части равенства 𝑦 = 𝑓(𝑥) логарифмируют по основанию 𝑒, а затем обе части
равенства дифференцируют по 𝑥, помня при этом, что 𝑦 является функцией от 𝑥. Из
полученного соотношения выражают 𝑦 ′ .
Дифференцирование показательно-степенной функции
Метод
логарифмического
дифференцирования
удобно
применять
при
дифференцировании показательно-степенной функции – функции 𝑦 = [𝑢(𝑥)]𝑣(𝑥) , где
𝑢(𝑥) – положительная функция. 𝑦 = [𝑢(𝑥)]𝑣(𝑥) .
𝑙𝑛 𝑦 = 𝑣 ⋅ 𝑙𝑛 𝑢,
(𝑙𝑛 𝑦)′ = (𝑣 ⋅ 𝑙𝑛 𝑢)′𝑥 = 𝑣′ 𝑙𝑛 𝑢 + 𝑣 ⋅
𝑢′
𝑢
𝑦′
𝑢′
= 𝑣 ′ 𝑙𝑛 𝑢 + 𝑣 ⋅
𝑦
𝑢
𝑢′
Следовательно, 𝑦′ = 𝑦 ⋅ (𝑣′ 𝑙𝑛 𝑢 + 𝑣 ⋅ ),
𝑢
𝑦′ = 𝑢𝑣 ⋅ 𝑣′ ∙ 𝑙𝑛 𝑢 + 𝑣 ⋅ 𝑢𝑣−1 ∙ 𝑢′.
Для того чтобы продифференцировать показательно-степенную функцию,
нужно продифференцировать её как показательную функцию и прибавить
производную этой функции как степенной.
Производные функций, заданных неявно уравнением 𝑭(𝒙, 𝒚) = 𝟎
Для нахождения производной функции, заданной неявно уравнением 𝐹(𝑥, 𝑦) =
0, нужно продифференцировать по переменной 𝑥 обе части уравнения, задающего
функцию, рассматривая 𝑦 как функцию от 𝑥. Затем из полученного равенства
выразить 𝑦′.
Производные высших порядков
Определение. Производной второго порядка функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) называется
производная от производной первого порядка. Обозначение 𝑦 ″ , 𝑓 ″ (𝑥),
𝑑2𝑦
𝑑𝑥 2
.
7
Определение. Производной n-го порядка функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) называется
производная от производной (n-1)-го порядка. Обозначение 𝑦 (𝑛) ,
𝑑𝑛𝑦
𝑑𝑥 𝑛
.
Механический смысл второй производной: мгновенное ускорение движущейся
неравномерно материальной точки численно равно второй производной от пути по
времени: 𝑠"(𝑡0 ) = 𝑎(𝑡0 ) .
Производные функций, заданных параметрически
{
𝑥 = 𝜑(𝑡),
𝑡 ∈ (𝛼, 𝛽). (1)
𝑦 = 𝜓(𝑡).
Теорема. Если функции 𝑥 = 𝜑(𝑡) и 𝑦 = 𝜓(𝑡) имеют производные 𝑥 ′ = 𝜑 ′ (𝑡) и
𝑦 ′ = 𝜓 ′ (𝑡), причём 𝜑 ′ (𝑡) ≠ 0. Тогда функция 𝑦 = 𝑦(𝑥) имеет производную, которая
вычисляется по формуле
𝑑𝑦
𝑦𝑡′ 𝜓 ′ (𝑡)
′
= 𝑦𝑥 = ′ = ′
𝑑𝑥
𝑥𝑡 𝜑 (𝑡)
Доказательство. Так как функция 𝑥 = 𝜑(𝑡) дифференцируема на (𝛼, 𝛽), тогда
она непрерывна на этом множестве. Обозначим (𝑎, 𝑏) – множество значений этой
функции. Тогда она имеет обратную функцию 𝑡 = 𝑡(𝑥) = 𝜑 −1 (𝑥). Так как 𝜑 ′ (𝑡) ≠ 0,
тогда производная обратной функции будет равна
𝑡𝑥′ =
1
(2).
𝜑 ′ (𝑡)
Любому 𝑥 ∈ (𝑎, 𝑏) соответствует 𝑡 ∈ (𝛼, 𝛽), которому в свою очередь
соответствует 𝑦 = 𝜓(𝑡) = 𝑦(𝑡(𝑥)). Подставим 𝑡 = 𝜑 −1 (𝑥) во второе уравнение
системы (1), получим 𝑦 = 𝜓(𝜑 −1 (𝑥)). Это говорит о том, что система уравнений (1)
определяет 𝑦 как функцию от 𝑥, обозначим её 𝑦 = 𝑓(𝑥). В таком случае говорят, что
функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) задана параметрически. Её производная
𝑑𝑦 𝑑𝑦 𝑑𝑡 𝜓 ′ (𝑡)
=
⋅
=
.
𝑑𝑥 𝑑𝑡 𝑑𝑥 𝜑 ′ (𝑡)
Производная второго порядка функции, заданной параметрически
′
′
𝑑2𝑦
𝑑 𝜓 ′ (𝑡)
𝜓 ′ (𝑡) 𝑑𝑡
𝜓 ′ (𝑡)
1
𝜓 ″ (𝑡)𝜑 ′ (𝑡) − 𝜓 ′ (𝑡)𝜑 ″ (𝑡)
=
=[ ′ ] ⋅ ′
=
(
)=[ ′ ] ⋅
(𝜑 ′ (𝑡))3
𝑑𝑥 2 𝑑𝑥 𝜑 ′ (𝑡)
𝜑 (𝑡) 𝑑𝑥
𝜑 (𝑡) 𝜑 (𝑡)
Односторонние производные
Пусть в интервале (𝑎, 𝑏) определена непрерывная функция 𝑦 = 𝑓(𝑥).
8
Определение. Правосторонней производной (правой производной) называется
предел отношения приращения функции к приращению аргумента, при условии, что
приращение аргумента стремится к нулю справа, оставаясь при этом больше нуля.
𝛥𝑓
𝛥𝑥→+0 𝛥𝑥
𝑦+′ = 𝑙𝑖𝑚
Определение. Левосторонней производной (левой производной) называется
предел отношения приращения функции к приращению аргумента, при условии, что
приращение аргумента стремится к нулю слева, оставаясь при этом меньше нуля.
𝛥𝑓
𝛥𝑥→−0 𝛥𝑥
𝑦−′ = 𝑙𝑖𝑚
Теорема. Для того чтобы функция 𝑦 = 𝑓(𝑥) в точке 𝑥0 ∈ (𝑎, 𝑏) была
дифференцируема, необходимо и достаточно, чтобы в этой точке существовали
конечные односторонние производные, равные между собой.
В
соответствующих
точках
график
функции
имеет
одностороннюю
касательную.
Функция 𝑦 = |𝑥| непрерывна в точке 𝑥 = 0, но не дифференцируема в ней.
Правосторонняя производная функции в точке 𝑥 = 0 равна 1, а левосторонняя -1.
Бесконечные производные
Если отношение приращения функции к приращению аргумента, при условии,
что приращение аргумента стремится к нулю, стремится к +∞ или −∞, то это
несобственное
число
называют
бесконечной
производной.
Геометрическое
истолкование бесконечной производной: касательная к кривой в этом случае
параллельна оси ординат.
В случае а) производная равна +∞, в случае б) −∞ (обе односторонние
производные совпадают по знаку), в случаях в) и г) односторонние производные
различаются знаками.
9