Означення похідної функції, її геометричний і механічний зміст. Похідні основних функцій.
2. Означення похідної
Нехай на проміжку (a ,b ) визначена деяка функція y =f(x) . Візьмемо будь–
яке значення x з цього проміжку і надамо йому приросту Δ x . Різницю
Δ f = f (x + Δt) - f (t)
називають приростом функції в точці x. Приріст аргументу Δ x → 0 може
набувати як додатних , так і від’ємних значень, але так, що значення x +Δ x не
виходить за межі області визначення функції f (x) .
Похідною функції y =f (x) в точці x називають границю (якщо вона існує)
відношення приросту функції Δ f = f (x + Δt) - f (t)
до приросту аргументу Δ x ,
коли останній прямує до нуля, тобто
Функцію, яка має скінчену похідну в точці x , називають диференційовною в цій
точці. Обчислення похідної називають диференціюванням
Позначення похідної: y(x), f(x) ( за Лагранжем)
З означення похідної випливає, що похідна y(x) в точці x є числом. Але якщо
таке число існує для кожної внутрішньої точки проміжку (a ,b) , то похідну можна
розглядати як функцію точки x з даного проміжку.
Дамо геометричне тлумачення похідної. Розглянемо графік функції y= f (x) в
околі точки Xo Нехай Po– точка кривої з координатами 0 0 (Xo ;f (Xo)) ,
а P – точка графіка з координатами . Пряму, проведену
через точки Po і P , називають січною. Якщо при необмеженому наближенні точки
P за графіком функції y =f (x) до точки Po січна PoP наближається до певного
граничного положення ( пряма PoK ), то це граничне положення січної називають
дотичною до кривої y =f (x) в точці Po. Нехай α– кут, який утворює дотична з додатним напрямом осі Ox , а β– кут між січною P Po
і віссюOx . З прямокутного трикутника PoQP випливає, що
Геометричний зміст похідної такий:
похідна функції y= f (x) у точці Xo
дорівнює кутовому коефіцієнту дотичної до графіка даної функції у відповідній
точці, тобто
де α – кут, який утворює дотична до графіка функції в точці Xo з додатним напрямом осі Ox .
Нормаллю до кривої називають пряму, що проходить через точку дотику,
перпендикулярно до дотичної. Рівняння нормалі:


аргументу x , а похідну f ' ( x ) – миттєву швидкість зміни цієї функції.
Механічний зміст похідної.
Якщо S = S (t ) – закон руху матеріальної точки
( тобто задається залежність пройденого точкою шляху S від часу t ), то похідна
S ' (t ) – це швидкість v точки в момент часу t ; друга похідна S '' (t ) – миттєве
прискорення a точки в момент t , тобто
