![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •5. Дифференциальное исчисление функций одной переменной. Часть 1 (8 часов).
- •1. Дифференцирование функций одной переменной
- •1.1. Производная и ее геометрический смысл
- •Определение 1
- •Определение 2
- •Геометрический смысл производной
- •Доказательство
- •1.2. Дифференцируемая функция
- •Определение 1
- •Необходимое и достаточное условие дифференцируемости функции
- •Доказательство
- •Определение 2
- •1.3. Непрерывность и дифференцируемость функции
- •Теорема
- •Доказательство
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Определение
- •1.4. Правила дифференцирования
- •Производная функции, тождественно равной постоянной
- •Производная суммы и разности функций
- •Доказательство
- •Производная произведения функций
- •Доказательство
- •Следствие
- •Доказательство
- •Производная частного
- •Доказательство
- •Теорема о производной обратной функции
- •Доказательство
- •Производная сложной функции
- •Доказательство
- •1.5. Производные основных элементарных функций
- •Доказательство
- •Производная экспоненциальной и показательной функций
- •Доказательство
- •Производная логарифмической функции
- •Доказательство
- •Производные тригонометрических функций
- •Доказательство
- •Производные обратных тригонометрических функций
- •Доказательство
- •Производные гиперболических функций
- •Доказательство
- •1.6. Примеры вычисления производных
- •Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •Пример 4
- •Решение
- •Пример 5
- •Решение
- •1.7. Уравнение касательной к кривой. Угол между кривыми.
- •Уравнение касательной
- •Доказательство
- •Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Основная
- •Дополнительная
![](/html/2706/241/html_teWpDaa8mH.F_1C/htmlconvd-7XLWlN17x1.jpg)
Поскольку |
|
y [− |
π |
; |
|
|
π |
], |
что |
|
соответствует |
|
|
первой |
|
|
и |
четвертой |
|
|
|
четвертям |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тригонометрического |
|
|
круга, |
то |
cos y ≥ 0 . Следовательно, cos y = |
1 −sin 2 y , |
где |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
sin y = x . Тогда для производной для функции y = arcsin x справедливо равенство: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(arcsin x)′ = |
|
|
|
|
|
1 |
|
= |
1 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 −sin 2 y |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Для вычисления |
|
производной |
от |
|
функции y = arccos x |
используем |
соотношение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
arcsin x + arccos x = |
|
π |
|
|
|
|
|
и |
выразим |
из |
|
него |
|
arccos x = |
|
π |
− arcsin x . |
Долее можно |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
использовать правило дифференцирования разности двух функций. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(arccos x)′ = ( |
π |
−arcsin x)′ |
= ( |
π |
)′ −(arcsin x)′ = 0 − |
|
|
1 |
|
|
|
= − |
1 |
|
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − x2 |
|
|
|
|
|
|
1 − x2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Функция |
y = arctg x задана на промежутке x (−∞; ∞) и ее значения принадлежат |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
промежутку |
y (− |
|
π |
|
|
, |
π |
). На промежутке |
|
y (− |
|
π |
, |
|
|
π |
) определена обратная функция |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x = tg y . |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Для |
|
вычисления |
ее |
|
|
|
производной |
|
|
|
можно |
использовать |
правило |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
дифференцирования обратной функции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y′x |
|
= (arctg x)x |
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
= cos |
|
y . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(tg y)′y |
|
|
|
1cos2 y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x′y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Из основного |
тригонометрического |
|
|
|
тождества |
|
|
1 + tg 2 y = |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
следует, |
что |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
y |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
|
|
|
|
|
|
|||||||
cos2 y = |
|
|
|
1 |
|
. Следовательно, |
(arctg x)x′ = cos |
2 y = |
|
|
|
1 |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
+ tg2 |
|
|
+ tg2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
y 1 + x2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Для вычисления производной от функции |
y = arcctg x |
используем |
соотношение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
arctg x + arcctg x = |
π |
|
|
|
и выразим из него arcctg x = |
|
π |
− arctg x . Долее можно использовать |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
правило дифференцирования разности двух функций. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
(arcctg x)′ = ( |
π |
−arctg x)′ |
= ( |
π |
)′ |
−(arctg x)′ = 0 − |
|
|
1 |
|
|
= − |
|
|
1 |
|
|
|
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+ x2 |
|
|
|
+ x2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||||||||||||||
Производные гиперболических функций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиперболическими называются следующие функции: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
sh x = |
|
ex |
−e−x |
– гиперболический синус; |
ch x = |
|
ex +e−x |
– гиперболический косинус; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
th x = |
sh x |
– гиперболический тангенс; cth x = |
ch x |
– гиперболический котангенс. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ch x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sh x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Для гиперболических функций справедливы соотношения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ch 2 x −sh 2 x =1; ch 2 x +sh 2 x = ch 2x; 2 sh x ch x = sh 2x ; |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
th x cth x =1; |
1 + th 2 x = |
|
1 |
|
; |
|
|
|
1 + cth 2 x = |
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ch 2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sh 2 |
x |
|
|
|
|
|
|
Для производных гиперболических функций справедливы соотношения:
′ |
′ |
′ |
1 |
|
′ |
1 |
|
|
||
(sh x) = ch x; |
(ch x) = sh x; |
(th x) |
= |
|
; |
(cth x) |
= − |
|
|
. |
ch 2 x |
sh 2 x |
|||||||||
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|