- •Дифференциальное исчисление
- •Содержание
- •Введение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Свойства бесконечно малых и бесконечно больших функций
- •Теоремы о пределах (правила предельного перехода)
- •Замечательные пределы. Сравнение бесконечно малых величин
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Свойства эквивалентных бесконечно малых функций
- •Важнейшие эквивалентности
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3. Практическое занятие по теме: Непрерывность функции. Точки разрыва и их классификация
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4. Практическое занятие по теме: вычисление производной функции одной переменной. Таблица производных. Нахождение частных производных. Производная сложной функции
- •Правила дифференцирования результатов арифметических действий над функциями
- •Геометрический смысл производной функции одной переменной
- •Геометрический смысл частных производных функции двух переменных
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5. Практическое занятие по теме: производная неявной функции однОй и нескольких переменных. Производная функции, заданной параметрически. Логарифмическое дифференцирование
- •Производная неявно заданной функции.
- •Производная функции, заданной параметрически.
- •Логарифмическое дифференцирование.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6. Практическое занятие по теме: Дифференциал функции одной и нескольких переменных, применение дифференциалов в приближенных вычислениях. Производные и дифференциалы высших порядков
- •Основные свойства дифференциала
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •7. Практическое занятие по теме: Правило Лопиталя
- •1.Неопределенность
- •2.Неопределенность .
- •3.Неопределенности , , .
- •Задачи для самостоятельного решения
- •8. Практическое занятие по теме: Общая схема исследования функции и построение графика
- •Алгоритм исследования функции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
Задачи для самостоятельного решения
Найти указанные производные.
6.23. ,
6.24. ,
6.25. ,
6.26. ,
6.27. ,
6.28. . Показать, что .
6.29. ,
6.30. . Найти , .
6.31. ,
6.32. . Найти , .
6.33. ,
6.34. ,
6.35. ,
6.36.,
6.37. ,
6.38. Доказать, что функция удовлетворяет соотношению .
6.39.. Убедиться, что и .
6.40. . Проверить, что .
6.41. . Показать, что .
6.42.
6.43. ,
6.44. ,
6.45. ,
6.46. ,
6.47.
6.48.
6.49.
6.50. ,
6.51. Найти все частные производные второго порядка для функции .
Определение. Дифференциалом ‑го порядка функции называется дифференциал от дифференциала ‑го порядка .
Если ‑ независимая переменная, то дифференциалы высших порядков вычисляются по формулам:
.
Определение. Полным дифференциалом ‑го порядка функции называется полный дифференциал от полного дифференциала ‑го порядка .
Если , – независимые переменные, то полные дифференциалы функции вычисляются по формулам:
,
и т.д.
Пример 15. . Найти .
Решение. Имеем ,
.
Ответ. .
Пример 16. . Найти .
Решение. Имеем . Тогда
,
.
Следовательно,
.
Ответ. .
Задачи для самостоятельного решения
6.52. ,
6.53. ,
6.54. ,
6.55. ,
6.56. ,
6.57. ,
6.58. ,
7. Практическое занятие по теме: Правило Лопиталя
Теорема. Пусть функции и непрерывны и дифференцируемы в окрестности точки и обращаются в ноль в этой точке: , при этом в окрестности точки . Если отношение производных этих функций имеет предел при , равный , то отношение самих функций также имеет предел при , равный пределу отношения их производных, т.е.
(7.1)
Формула (7.1) справедлива и при , и в том случае, когда обе функции и стремятся к бесконечности.
Таким образом, теорема сводит предел отношения бесконечно малых (бесконечно больших) функций к пределу отношения производных этих функций, если последний существует.
Отыскание предела отношения двух функций с использованием выше приведенной теоремы называется правилом Лопиталя.
Правило Лопиталя применяется для раскрытия неопределенностей вида и , которые называются основными.
Иногда, после перехода от к по правилу Лопиталя сохраняется неопределенность отношения производных. Тогда правило Лопиталя применяют повторно, а в некоторых случаях и не один раз.
На каждом этапе применения правила Лопиталя следует пользоваться упрощающими отношение тождественными преобразованиями.
Неопределенности вида , , , , сводятся к двум основным видам и , путем тождественных преобразований.
1.Неопределенность
, где ,
.