Производная произведения
функций |
Если функции и дифференцируемы в точке , то функция тоже дифференцируема в точке и ее производная вычисляется по
правилу: |
. |
Доказательство |
Составим приращение для функции .
.
Прибавим и вычтем выражение и сгруппируем слагаемые
попарно.
.
Из первой скобки можно вынести общий множитель , а из второй - .
.
Выражения в скобках представляют собой приращения функций и , поэтому
.
Тогда, используя определение производной, можно
записать:
, или
.
Используя теоремы о пределе суммы и произведения
функций, получим:
.
Из дифференцируемости функции следует, что существует конечный предел.
Из дифференцируемости функции следует, что существует конечный предел .
Так как дифференцируемая в точке функция непрерывна в этой точке, то по определению
непрерывной функции . Следовательно,
|
Следствие |
Если функция дифференцируема в точке , а - конечное число, то функция тоже дифференцируема в точке и при этом
. |
Доказательство |
. |
Производная частного |
Если функции и дифференцируемы в точке и , то функция тоже дифференцируема в точке и ее производная вычисляется по
правилу: |
. |
Доказательство |
Составим приращение для функции .
.
Прибавим и вычтем в числителе выражение и сгруппируем слагаемые попарно.
Получим
.
Из первой скобки можно вынести общий множитель , а из второй - . Тогда приращение запишется в виде:
, или
.
Используя определение, запишем выражение для
производной в виде
,
затем, проведя под знаком предела тождественные преобразования и
учитывая, что не зависит от переменной , преобразуем его
.
Так как и не зависят от переменной , то по теоремам о пределах получим
.
Из дифференцируемости следует, что существует конечный предел . Из дифференцируемости (и непрерывности) следует, что существуют конечные пределы и . Поэтому
,
или
. |
Теорема о производной
обратной функции |
Если функция монотонна на промежутке и дифференцируема
в точке , то
существует обратная функция , которая дифференцируема в точке и ее
производная определяется из соотношения |
. |
Доказательство |
Функция дифференцируема в точке , если существует конечный
предел
.
Докажем это. Поскольку по условию существует конечный предел , причем в силу
монотонности , то
по теореме о пределе частного существует и конечен предел .
Из дифференцируемости функции в точке следует ее непрерывность в этой точке, а это
означает, что при приращение функции . Учитывая это, можно от
предела при перейти к пределу при . Тогда
.
Следовательно, существует конечная производная , которая вычисляется по
правилу:
. |
Производная сложной функции |
Если функция дифференцируема в точке и функция дифференцируема в точке , то суперпозиция функций (сложная функция) дифференцируема в точке и ее производная по переменной вычисляется по правилу: |
. |
при этом нижние индексы показывают, по какой переменной
берется производная. |
Доказательство |
.
Умножим числитель и знаменатель дроби под знаком предела на приращение
, получим
.
Так как функция дифференцируема точке , следовательно, она в этой точке непрерывна. Поэтому
приращение функции при . Переходя в первом сомножителе от предела при к пределу при , получим
.
Из дифференцируемости функций и следует, что оба предела существуют, конечны и равны
производным по переменным и соответственно, то есть . |
Замечание |
Правило дифференцирования суперпозиции функций (сложной функции)
следует понимать так, что если требуется вычислить производную от функции
, то следует иметь в виду, что вычисляется производная
суперпозиции функций , где . Тогда следует вычислить производную и производную . Далее по правилу дифференцирования сложной функции
. |
|
|