- •Лабораторное занятие № 4 Тема: Дифференциальное исчисление функций одной переменной
- •Ход занятия
- •Дифференцирование функций, заданных параметрически.
- •Геометрические и механические приложения производной
- •Исследование поведения функции
- •Интервалы монотонности и экстремум функции
- •Применение правила отыскания наибольших и наименьших значений функций при решении задач
- •Интервалы выпуклости функции. Точки перегиба
- •Асимптоты графика функции
- •Общая схема исследования функций:
- •3. Необходимо выполнить:
- •Практические задания общие по темам: "Понятие производной. Техника дифференцирования функций. Геометрические и механические приложения производной"
- •Вариант 1.
- •Индивидуальные задания по темам: "Теорема Лагранжа. Условия постоянства, возрастания и убывания функции. Экстремум функции. Исследование функции на экстремум"
- •Практические задания общие
- •Индивидуальные задания по теме:
- •Практические задания общие
- •Индивидуальные задания по теме:
- •Практические задания общие
- •Индивидуальные задания по теме: "Общая схема исследования функции и построения ее графика"
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Интернет-ресурсы
Ход занятия
1. Инструктаж по ТБ в компьютерном классе.
2. На лабораторном занятии используется фронтальная форма работы.
Студентам необходимо:
- ознакомиться с основными теоретическими сведениями по каждой
из рассматриваемых тем;
- ответить на контрольные вопросы по по каждой
из рассматриваемых тем;
- изучить решение общих исходных практических заданий;
- выполнить представленные задания для малых групп;
- оформить отчет о лабораторной работе;
- защитить лабораторную работу
ГЛОССАРИЙ
Определение производной
Производной функции у =f(x) называется конечный предел приращения функции к приращению независимой переменной при стремлении последнего к нулю (при условии, что этот предел существует):
Если функция в точке имеет конечную производную, то функция называется дифференцируемой в этой точке.
Если функция у = f'(x) дифференцируема в точке , то она в этой точке непрерывна. Если функция непрерывна в данной точке, то она не обязательно дифференцируема в этой точке.
Правила дифференцирования:
с - постоянная, u=u(x), v=v(x) - дифференцируемые функции
с' = 0; x' = 1; ;
;
Производная сложной функции. Если ,, т.е., гдеиимеют производные, то.
Производная обратной функции.
Если - дифференцируемая и строго монотонная функция на промежутке Х, то функция, обратная к данной, также дифференцируема и ее производная определяется соотношением:
,
Логарифмической производной функции называется производная от логарифма этой функции, т.е.
.
Дифференцирование неявных функций.
Если зависимость между х и у задана в неявной форме уравнением F (х, у)= 0, то для нахождения производной функции необходимо продифференцировать по х обе части данного уравнения, рассматривая у как функцию от х. Из полученного уравнения первой степени (относительно у') находится у'.
Дифференцирование функций, заданных параметрически.
Если функция аргумента х задана параметрически уравнениями х = и у =, то
Геометрические и механические приложения производной
1. Геометрический смысл производной. Если кривая задана уравнением у =f(х) или F (х, у)=0, то еcть угловой коэффициент касательной (тангенс угла ее наклона с положительным направлением оси абсцисс).
Уравнение касательной к кривой у =f(x) в точке имеет вид:,
а уравнение нормали: .
Углом между двумя кривыми в точке их пересеченияназывается угол между касательными к этим кривым в точке, тангенс которого находится по формуле:
.
2. Механический смысл производной. Если точка движется по закону s=s(t), где s - путь , t - время, то представляет скорость изменения пути в момент времениt. Вторая производная пути по времени есть скорость изменения скорости или ускорение точки в момент времениt.
Исследование поведения функции
Изучение этой темы следует начать с усвоения понятий возрастания и убывания функции, максимума и минимума функции, выпуклости и вогнутости кривой.
Обратите внимание на следующие обстоятельства:
1) функция, определенная на отрезке, может достигать максимума и минимума только при значениях х, заключенных внутри рассматриваемого отрезка;
2) не следует считать, что максимум и минимум функции являются соответственно ее наибольшим и наименьшим значениями на рассматриваемом отрезке (например, в точке максимума функция имеет наибольшее значение лишь по сравнению с теми значениями, которые она имеет во всех точках, достаточно близких к точке максимума).
При решении задач на построение графика функции следует учесть, что порядок исследования функций может быть нарушен, так знание одних свойств функции позволяет сделать вывод о других ее свойствах. Так, например, если при исследовании точек разрыва функции выяснено, что односторонние пределы функции в некоторой точке бесконечны, то это означает наличие в этой точке вертикальной асимптоты графика.
Иногда целесообразно намечать элементы графика параллельно с исследованием функции.