Похідна від оберненої функції
6.1. Поняття оберненої функції і її похідна
|
| Нехай y=f(x) деяка диференційована функція від аргументу x.
|
| Якщо в цьому рівнянні у розглядати як аргумент, а х як функ-
|
| цію, то ця функція x = ϕ( y ) , де f [ϕ( y )] = y ,
| називається оберне-
|
| ною до даної функції.
|
|
|
|
| Наша задача, знаючи похідну y'x =
| dy
| , знайти x'y =
| dx
| .
|
|
|
|
|
| dx
|
| dy
|
| Теорема 1. Похідна функції x=ϕ( y ) ,
| оберненої до даної
|
| | | | | | | |
функції y = f(x) дорівнює величині, оберненій до похідної даної функції, якщо остання не дорівнює нулю.
Тобто, x'y=
|
| або
| dx
| =
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
| y'x
|
| dy
| dy
|
|
|
|
|
|
|
| dx
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | Доведення.Нехай дана функціяy = f(x)і обернена їй функціяx =ϕ( y ) .Тоді x =ϕ( y ) =ϕ[ f ( x )].
Отже, х можна розглядати як складну функцію. Диференцію-
ючи цю рівність по х , і враховуючи , що x' = dx = 1, застосовуючи dx
попередню теорему про диференціювання складної функції, маємо
1 =
| dϕ
|
| df
| =
| dx
|
| dy
| = x'y y'x .Звідси x'y =
|
| або
| dx
| =
|
|
| .
|
| df dx
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| dy dx
| y'x
|
| dy
| dy
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| dx
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | Теорема доведена.
6.2.Похідні від обернених тригонометричних функцій Наслідок 1.Справедливі формули:
(arcsin x )' =
|
|
|
|
|
|
| ; (arccos x )′ = −
|
|
|
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Доведення.
|
|
| 1 − x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 − x2
|
|
|
|
|
|
| Якщо
|
| y = arcsin x ,то обернена до неї
| x = sin y ,
|
| −π< y <π . Оскільки
|
| y'x =
|
|
| , а x'y
| = cos y , то
| y' =
|
|
|
|
|
| .
|
|
|
| x'y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| cos y
|
|
|
|
| Виразимо cos y через х. Маємо sin y = x.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Тодіcos y =
|
|
| 1 − sin2 y =
|
| 1 − x2 . Перед коренем беремо знак
|
| “+”,тому щоcos yдля всіхy∈ −π,πдодатний.Отже,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y' = (arcsin x )' =
|
|
|
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 − x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Аналогічно доводиться
| (arccos x )' =−
|
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Наслідок 2.Похідні функцій
|
|
|
|
| 1 − x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y = arctg x,
| y = arcctgx
| знахо-
|
| дяться за формулами:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ( arctgx )' =
|
|
|
|
| ; ( arcctgx )′ = −
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 + x2
| 1 + x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Доведення.
|
| Оберненою
| до
|
| функції y = arctgx
|
| є
| функція
|
| x = tgy ,
| −π< y <π.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Оскільки y'
|
| =
|
|
|
| ,
|
| x′
| =
|
|
|
|
|
| , то y' =
|
|
|
|
|
| = cos2 y.
|
|
|
| '
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
|
|
| y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x y
|
|
|
|
|
|
|
|
| cos
|
| y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| cos2 y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Виразимо cos2y
|
| через х. Маємо tg y = x. З шкільного курсу
|
| відомо 1 + tg2y =
|
|
|
|
|
| . Тому
|
|
|
|
|
|
| = 1 + x2 ,
| cos2 y =
|
|
|
| .
|
| cos2 y
|
|
| cos2 y
|
|
| + x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Отже, y′ = ( arctgx )' =
|
|
|
|
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 + x2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Аналогічно доводиться ( arcctgx )' = −
|
| .
|
|
| 1 + x 2
|
|
| §7. Диференціювання функцій, заданих
|
|
| неявно та параметрично
|
|
| Нехай функція y від аргумента x задана неявно рівністю
|
| F ( x , y ) = 0. Для знаходження похідної по x треба продифе-
|
| ренціювати тотожністьF ( x , y( x )) ≡ 0 , використовуючи
| правило
|
| диференціювання складної функції і враховуючи, що y
| залежить
|
|
від x . Після цього розв’язати рівняння, яке одержали відносно y′ . Приклад.Знайтиy′,якщоx2+y2=R2 .Розв’язування.Продиференціюємо задане рівняння поx.
2 x + 2 y ⋅ y′= 0 , 2 y ⋅ y′=−2 x , y′=− x . y
Функція y від x може бути заданою параметрично у вигляді
системи рівнянь x = ϕ( t ) де параметр
: y =ψ( t ) , t - .
Якщо t змінюється, то x і y також змінюються і точка ( x , y )на площині опише деяку лінію,яка є графіком даної залеж-
ності
| y
| від
| x. Якщо ця система рівнянь задає функцію
| y від x і
|
| при
| цьому
| функції
|
| ϕ( t )
| і
|
| ψ( t )
| диференційовані,
| причому
|
| ′( t )
|
| 0 ,
|
|
|
|
|
|
| y′.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ϕ
| ≠
|
|
| то знайдемо
|
| x
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Надамо t приросту
| t ,тоді
| x та
| y одержать прирости від-
|
| повідно
|
|
| x =ϕ( t +
| t ) −ϕ( t ),
| y =ψ( t +
| t ) −ψ( t ) ,
| причому при
|
| t → 0 ,
| x → 0 і
| y → 0 ,тому що задані функції неперервні.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y
|
|
| y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y
|
|
|
|
|
|
|
| lim
|
| y′( t )
|
|
|
|
|
|
| ,
| y′
| lim
|
|
| lim
|
|
| t
|
| t →0
| t
|
| .
|
|
|
|
|
|
| x
| =
|
| x
| =
|
| x =
| ϕ′( t )
|
|
| Отже
| x =
| x →0
|
| t
| →0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| lim
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y′t
|
|
|
|
|
|
|
|
| t
|
| t →0
| t
|
|
|
|
| Тобто, y′ x =
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| xt
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приклад.Знайти похідну функціїyзаданої параметрично
|
| x = a cos t
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y = b sin t
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Розв’язування.Знаходимо x′
| і y′ :
| x′
| =−a sin t , y′= bcos t .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| t
|
|
| t
| t
|
|
|
|
|
|
| t
|
| Тоді
| y′
| = −
| bcos t
| = −
| b
| ctgt .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
| a sin t
| a
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| §8. Похідні деяких елементарних функцій
|
|
|
| 8.1. Похідна логарифмічної функції
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Нехай
|
| y = loga x
| ( a > 0 , a ≠ 1 ) .Знайдемо її похідну,корис-
|
| туючись означенням. Надамо аргументу х приріст
| x ≠ 0 такий,що
|
| x +
| x > 0. Знаходимо приріст функції
|
|
| y :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y = loga ( x +
| x ) − loga x = loga (
| x +
| x
| ) = loga ( 1 + x ) .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Складемо відношення приростів
|
|
| x
| x
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y
| =
|
|
| loga ( 1 +
| x ) .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x →0,ввівши
|
|
|
| Обчислюємо границю цього відношення при
|
| заміну
| x = α .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| y' = lim
|
| y
|
| = lim
|
|
|
|
| log a ( 1 +
| x ) = lim
|
|
|
| log a ( 1 +α ) =
|
|
| x
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
| x → 0
|
|
|
| x → 0
|
|
|
|
| x
|
|
| α → 0 x α
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| lim ( 1 +α )
|
| =
| log a e =
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| =
| log a
|
| α
| .
|
|
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
| x ln a
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| α → 0
|
|
|
|
|
| x
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| При цьому ми використали неперервність логарифмічної фун-кції і другу визначну границю.
При а=е маємо (ln x )' = 1.x
Читайте також: - Адвокатура в Україні: основні завдання і функції
- Алгоритм знаходження ДДНФ (ДКНФ) для даної булевої функції
- Але відмінні від значення функції в точці або значення не існує, то точка називається точкою усувного розриву функції .
- Аналіз коефіцієнтів цільової функції
- АРХІВНІ ДОВІДНИКИ В СИСТЕМІ НДА: ФУНКЦІЇ ТА СТРУКТУРА
- АРХІВНІ ДОВІДНИКИ В СИСТЕМІ НДА: ФУНКЦІЇ ТА СТРУКТУРА
- Асимптоти графіка функції
- Асимптоти графіка функції
- Базальні ядра, їх функції, симптоми ураження
- Базові функції, логічні функції
- Банки як провідні суб’єкти фінансового посередництва. Функції банків.
- Банківська система та її основні функції
Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:
|
|