Производная дроби из двух функций. Как найти производную дроби


Как найти производную. Таблица производных.

Как мы знаем,

Производной функции называется предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда приращение аргумента стремится к нулю:

Математический смысл этого определения понять не очень просто, поскольку в школьном курсе алгебры понятие предела функции либо не изучают совсем, либо изучают очень поверхностно.  Но для того, чтобы научиться находить производные различных функций, это и не обязательно.

Тем, кто все же хочет понять, что такое предел числовой последовательности, я предлагаю посмотреть ВИДЕОУРОК:

 

 

Операция нахождения производной функции называется дифференцированием. В результате выполнения этой операции мы по определенным правилам  получаем  другую функцию:

В этом равенстве  - функция, от которой мы берем производную,

- функция, которая получается в результате этой операции.

Для того, чтобы каждый раз не искать производные элементарных функций, используя определение  производной, существует таблица производных  элементарных функций:

1. Производная константы равна нулю:

2. Производная степенной функции:

Заметим, что  может принимать любые действительные значения.

Примеры.

1.

2. 

3.

3. Производная показательной функции:

Пример.

Частный случай этой формулы:

4. Производная логарифма:

Частный случай этой формулы:

5. Производные тригонометрических функций:

6. Производные обратных тригонометрических функций:

 

Правила дифференцирования:

1. Производная суммы двух функций:

2. Производная произведения двух функций:

3. Производная дроби:

4. Производная произведения функции на число равна произведению числа на производную функции (число "выносится" за знак производной):

Чтобы правильно найти производную функции , полезно придерживаться такого алгоритма:

1. Выделите, какие элементарные функции входят в состав уравнения функции.

2. Отделите  в явном виде коэффициенты.

3. Если возможно, упростите выражение , используя свойства степени, свойства логарифмов или тригонометрические формулы в зависимости от того, какие элементарные функции входят в состав функции

4. Вспомните, чему равны производные  этих функций или посмотрите в таблице производных.

5. Обратите внимание на то, какими арифметическими действиями связаны между собой элементарные функции, которые входят в состав функции и вспомните правило, по которому находится производная суммы, разности, произведения или частного двух функций.

Пример 1. Найти производную функции:

Используя свойства логарифмов, упростим выражение в правой части уравнения функции:

Так как по условию , следовательно,

Таким образом:

Пример 2. Найти производную функции:

1. Упростим каждую дробь, используя свойства степени :

Мы видим, что наша функция представляет собой сумму степенных функций.

Следовательно:

Пример 3. Найти производную функции

Сначала запишем каждое слагаемое в виде степени  и выделим в явном виде числовые коэффициенты:

Теперь легко найти производную:

Пример 4. Найти производную функции:

Мы видим, что наша функция представляет собой дробь, в числителе которой стоит степенная функция, а в знаменателе сумма косинуса и константы.

Найдем производную функции  по формуле производной дроби:

В нашем случае:

Отсюда:

КАК ИСКАТЬ ПРОИЗВОДНУЮ СЛОЖНОЙ ФУНКЦИИ читайте здесь

Видеоурок "Производная сложной функции" смотрите здесь.

И.В. Фельдман, репетитор по математике.

ege-ok.ru

Производная дроби - доказательство - примеры

Пусть функции     и     определены в некоторой окрестности точки и имеют в точке производные. И пусть  . Тогда их частное    имеет в точке производную, которая определяется по формуле:(1)   .

Доказательство

Введем обозначения:;.Здесь и являются функциями от переменных и . Но для простоты записи мы будем опускать обозначения их аргументов.

Далее замечаем, что;.По условию функции   и   имеют производные в точке , которые являются следующими пределами:;.Из существования производных следует, что функции   и   непрерывны в точке . Поэтому;.

Рассмотрим функцию y от переменной x, которая является дробью из функций и :.Рассмотрим приращение этой функции в точке :.Умножим на  :.Отсюда.

Теперь находим производную:.

Итак,.Формула доказана.

Вместо переменной можно использовать любую другую переменную. Обозначим ее как x. Тогда если существуют производные и , причем  , то производная дроби, составленной двух функций, определяется по формуле:.Или в более короткой записи(1)   .

Доказательство вторым способом

Примеры

Здесь мы рассмотрим простые примеры вычисления производной дроби, применяя формулу производной частного (1). Заметим, что в более сложных случаях, находить производную дроби проще с помощью логарифмической производной.

Пример 1

Найдите производную дроби,где , , , – постоянные.

Решение

Применим правило дифференцирования суммы функций:.Производная постоянной.Из таблицы производных находим:.Тогда;.

Заменим на и на :.

Теперь находим производную дроби по формуле..

Ответ

.

Пример 2

Найти производную функции от переменной x.

Решение

Применяем правила дифференцирования, как в предыдущем примере.;.

Применяем правило дифференцирования дроби..

Раскрываем скобки..

Ответ

.

Пример 3

Найти производную дроби.

Решение

Из таблицы производных находим:.Применяем правила дифференцирования суммы и постоянной.;.

Применяем формулу для производной дроби:;.

Ответ

.

Автор: Олег Одинцов.     Опубликовано: 30-10-2016   Изменено: 02-12-2016

1cov-edu.ru

Как найти производную функции, примеры решения

Процесс нахождения производной функции называется дифференцированием. Производную приходится находить в ряде задач курса математического анализа. Например, при отыскании точек экстремума и перегиба графика функции.

Как найти?

Чтобы найти производную функции нужно знать таблицу производных элементарных функций и применять основные правила дифференцирования:

  1. Вынос константы за знак производной:
  2. Производная суммы/разности функций:
  3. Производная произведения двух функций:
  4. Производная дроби:
  5. Производная сложной функции:

Примеры решения

Пример 1
Найти производную функции
Решение

Производная суммы/разности функций равна сумме/разности производных:

Используя правило производной степенной функции имеем:

Так же было учтено, что производная от константы равна нулю.

Ответ
Пример 2
Найти производную функции
Решение

По правилу производной разности:

По таблице интегрирования находим:

С учетом того, что аргумент натурального логарифма отличен от , то нужно домножить ещё на производную самого аргумента:

После упрощения получаем:

Ответ
Пример 3
Найти производную функции
Решение

В данном примере стоит произведение двух функций, а производная произведения находится по формуле номер 3:

Производная первой функции вычисляется как разность фунций:

Вторая функция является показательной, производная которой находится по формуле: :

Продолжаем решение с учетом найденных производных:

Ответ
Пример 4
Найти производную функции
Решение

Производную дроби найдем по четвертой формуле. Положим и . Тогда их производные по таблице основных элементарных функций равны:

Используя формулу №4 получаем:

Выносим множитель в числителе за скобку:

Ответ
Пример 5
Найти производную функции
Решение

Данная функция является сложной, потому производную будем брать по цепочке. Сначала от внешней функции, затем от внутренней. При этом выполняя их перемножение.

Заметим, что аргумент синуса отличен от , поэтому тоже является сложной функцией:

Учитывая определение котангенса перепишем полученную производную в удобном компактном виде:

Ответ

xn--24-6kcaa2awqnc8dd.xn--p1ai

Производная дроби

См. также полную таблицу производных простых функций.

Формулы нахождения производной дроби как для частного случая, так и универсальную, можно посмотреть внизу страницы. Далее, же следует подробное описание вывода этих формул с подробным пояснением, почему именно так.

Для начала, преобразуем выражение для нахождения производной. Как известно, дробь вида 1/х можно представить как х-1.

Таким образом, заменив исходное выражение на тождественное, задачу нахождения производной дроби вида 1/х можно представить как: (1/x)' = (x -1)' 

Тогда для нахождения производной дроби можно применить правило нахождения производной степенной функции, откуда: (x -1)' = -1x-2  = - 1 / х2  

Таким образом, производная дроби 1/х равна:

(1/х)' = - 1 / x2  

На основании только что показанного принципа преобразования исходного выражения, можно вывести и более универсальную формулу:

Производная дроби с переменной произвольной степени в знаменателе  

( 1 / xс )' = - c / xс+1  

Пример нахождения производной дроби:   ( 1 / x2  )' = - 2 / x3 .

(впереди ставим минус, показатель степени переменной поднимаем в числитель дроби, а степень переменной в знаменателе увеличиваем на единичку. Немного "ненаучно", но подходит для быстрого запоминания)

Формулы нахождения производной дроби:

 

 Производная числа | Описание курса | Производная корня 

   

profmeter.com.ua

Производная степени | Математика

Производная степени встречается в большинстве примеров на дифференцирование. Само правило нахождения производной степени простое. При дифференцировании степени с натуральным показателем проблем, как правило, не возникает. А вот найти производную степени с отрицательным или дробным показателями несколько сложнее. Легче всего понять, как найти производную степени, на примерах.

Открываем таблицу производных и правила дифференцирования.

Основная формула, по которой  может быть найдена производная любой степени —

   

Примеры. Найти производную степени:

   

   

Поскольку при дифференцировании число выносится за знак производной, то множитель, стоящий перед степенью, при нахождении производной просто переписываем:

   

   

Нахождение производной степени, стоящей в знаменателе дроби, немного сложнее. Прежде чем воспользоваться основной формулой, степень поднимаем из числителя в знаменатель. Получившуюся в результате вычислений степень с отрицательным показателем снова преобразовываем.

   

   

   

   

   

   

Производная степени используется и для дифференцирования корней. Предварительно корень приводится к степени, а в найденной производной снова возвращаемся к корню.

Например,

   

   

   

   

   

   

Если корень в знаменателе, сначала преобразовываем его в степень, затем — поднимаем наверх с отрицательным показателем, а  далее — как обычно, производная степени.

Например,

   

   

   

   

   

   

   

   

Примеры для самопроверки. Найти производную степени:

   

Показать решение

   

   

   

   

   

   

   

 

www.matematika.uznateshe.ru

таблица производных | математика-повторение

На этом занятии мы будем учиться применять формулы и правила дифференцирования.

Примеры. Найти производные функций.

1. y=x7+x5-x4+x3-x2+x-9. Применяем правило I, формулы 4, 2 и 1. Получаем:

y’=7x6+5x4-4x3+3x2-2x+1.

2. y=3x6-2x+5. Решаем аналогично, используя те же формулы и формулу 3.

y’=3∙6x5-2=18x5-2.

Применяем правило I,  формулы 3, 5 и 6 и 1.

 

 Применяем правило IV, формулы 5 и 1.

 

В пятом примере по правилу I производная суммы равна сумме производных,  а производную 1-го слагаемого мы только что находили (пример 4), поэтому, будем находить производные  2-го и 3-го слагаемых, а для 1-го слагаемого можем сразу писать результат.

Дифференцируем 2-ое и 3-е слагаемые по формуле 4. Для этого преобразуем корни третьей и четвертой степеней в знаменателях к степеням с отрицательными показателями, а затем, по 4 формуле, находим производные степеней.

Посмотрите на данный пример и полученный результат. Уловили закономерность? Хорошо. Это означает, что мы получили новую формулу и можем добавить ее в нашу таблицу производных.

Решим шестой пример и выведем еще одну  формулу.

Используем правило IV и формулу 4. Получившиеся дроби сократим.

Смотрим на данную функцию и на ее производную. Вы, конечно, поняли закономерность и готовы назвать формулу:

Учим новые формулы!

 

В координатной плоскости хОу рассмотрим график функции y=f (x). Зафиксируем точку М(х0; f (x0)). Придадим абсциссе х0 приращение Δх. Мы получим новую абсциссу х0+Δх. Это абсцисса точки N, а ордината будет равна f (х0+Δх). Изменение абсциссы повлекло за собой изменение ординаты. Это изменение называют приращение функции и обозначают Δy.

Δy=f (х0+Δх) — f (x0).  Через точки M и N проведем секущую MN, которая образует угол φ с положительным направлением оси Ох. Определим тангенс угла φ из прямоугольного треугольника MPN.

Пусть Δх стремится к нулю. Тогда секущая MN будет стремиться занять положение касательной МТ, а угол φ станет углом α. Значит, тангенс угла α есть предельное значение тангенса угла φ:

Определение производной. Предел отношения приращения функции к приращению аргумента, при стремлении последнего к нулю, называют производной функции в данной точке:

Геометрический смысл производной заключается в том, что численно производная функции в данной точке равна тангенсу угла, образованного касательной, проведенной через эту точку к данной кривой, и положительным направлением оси Ох:

Смотрите видео 10.3. Определение производной. Геометрический смысл производной.

Примеры.

1. Найти приращение аргумента и приращение функции y=x2, если начальное значение аргумента было равно 4, а новое  -4,01.

Решение.

Новое значение аргумента х=х0+Δx. Подставим данные: 4,01=4+Δх, отсюда приращение аргумента Δх=4,01-4=0,01. Приращение функции, по определению, равно разности между новым и прежним значениями функции, т.е. Δy=f (х0+Δх) - f (x0).  Так как у нас функция y=x2,  то Δу=(х0+Δx)2— (х0)2=(х0)2+2x0 · Δx+(Δx)2— (х0)2=2x0 · Δx+(Δx)2=

=2 · 4 · 0,01+(0,01)2=0,08+0,0001=0,0801.

Ответ: приращение аргумента Δх=0,01; приращение функции Δу=0,0801.

Можно было приращение функции найти по-другому: Δy=y (х0+Δx) -y (х0)=у(4,01) -у(4)=4,012-42=16,0801-16=0,0801.

2. Найти угол наклона касательной к графику функции y=f (x) в точке х0, если f '(х0) = 1.

Решение.

Значение производной в точке касания х0 и есть значение тангенса угла наклона касательной (геометрический смысл производной). Имеем: f '(х0) = tgα = 1  → α = 45°,   так как  tg45°=1.

Ответ: касательная к графику данной функции образует с положительным направлением оси Ох угол, равный 45°.

3. Вывести формулу производной функции y=xn.

Смотрите видео: «10.3.0. Вывод формулы производной степени».

Дифференцирование — это действие нахождения производной функции.

При нахождении производных применяют формулы, которые были выведены на основании определения производной, так же,  как мы вывели формулу производной степени: (xn)' = nxn-1.

Вот эти формулы.     

Таблицу производных легче будет заучить, проговаривая словесные формулировки:

 

1. Производная постоянной величины равна нулю.

2. Икс штрих равен единице.

3. Постоянный множитель можно вынести за знак производной.

4. Производная степени равна произведению показателя этой степени на степень с тем же основанием, но показателем на единицу меньше.

5. Производная корня равна единице, деленной на два таких же корня.

6. Производная единицы, деленной на икс равна минус единице, деленной на икс в квадрате.

7. Производная синуса равна косинусу.

8. Производная косинуса равна минус синусу.

9. Производная тангенса равна единице, деленной на квадрат косинуса.

10. Производная котангенса равна минус единице, деленной на квадрат синуса.

Учим правила дифференцирования.

1. Производная алгебраической суммы равна алгебраической сумме производных слагаемых.

2. Производная произведения равна произведению производной первого множителя на второй плюс произведение первого множителя на производную второго.

3. Производная «у», деленного на «вэ» равна дроби, в числителе которой "у штрих умноженный на «вэ» минус «у, умноженный на вэ штрих», а в знаменателе — «вэ в квадрате».

4. Частный случай формулы 3.

Учим вместе!

 

www.mathematics-repetition.com

Производная дроби онлайн · Как пользоваться Контрольная Работа РУ

Для нахождения производных от любых сложный функций, содержащих дробь используйте калькулятор производных на этом сайте. Этот калькулятор находится по ссылке:

https://www.kontrolnaya-rabota.ru/s/proizvodnaya-funktsii/one/

Например, если надо найти производную от дроби, в числителе которой x, в знаминателе (1-x3): x/(1-x^3)

Вводим в форму функцию x/(1-x^3) как изображено на рисунке выше

Нажимаем на кнопку "Найти производную":

Результат вычисления производной от функции f(x) = x/(1-x^3):

3 3⋅x 1 ─────────── + ──────── 2 3 ⎛ 3 ⎞ - x + 1 ⎝- x + 1⎠ = 3*x^3/(-x^3 + 1)^2 + 1/(-x^3 + 1)

Там же вы можете получить подробное решение производной:

Применим правило производной частного: и . Чтобы найти : В силу правила, применим: получим Чтобы найти : дифференцируем почленно: Производная постоянной равна нулю. Производная произведения константы на функцию есть произведение этой константы на производную данной функции. В силу правила, применим: получим Таким образом, в результате: В результате: Теперь применим правило производной деления: Теперь упростим: Ответ:

Общее правило

Производную от дроби очень просто посчитать (по-крайней мере от простых дробей)

Производная от дроби "единица, делённая на x" равна минус единице, делённой на x в квадрате.

www.kontrolnaya-rabota.ru



О сайте

Онлайн-журнал "Автобайки" - первое на постсоветском пространстве издание, призванное осветить проблемы радовых автолюбителей с привлечение экспертов в области автомобилестроения, автоюристов, автомехаников. Вопросы и пожелания о работе сайта принимаются по адресу: Онлайн-журнал "Автобайки"