Нахождение точки минимума функции. Как вычислить минимум или максимум с помощью математических операций
значение
Наибольшее
значение
Наименьшее
Точка максимума
Точка минимума
Задачи на нахождение точек экстремумафункции решаются по стандартной схеме в 3 шага.
Шаг 1 . Найдите производную функции
- Запомнитеформулы производной элементарных функции и основные правила дифференцирования, чтобы найти производную.
y′(x)=(x3−243x+19)′=3x2−243.
Шаг 2 . Найдите нули производной
- Решите полученное уравнение, чтобы найти нули производной.
3x2−243=0⇔x2=81⇔x1=−9,x2=9.
Шаг 3 . Найдите точки экстремума
- Используйте метод интервалов, чтобы определить знаки производной;
- В точке минимума производная равна нулю и меняет знак с минуса на плюс, а вточке максимума – с плюса на минус.
Применим этот подход, чтобы решить следующую задачу:
Найдите точку максимума функции y=x3−243x+19.
1) Найдем производную: y′(x)=(x3−243x+19)′=3x2−243;
2) Решим уравнение y′(x)=0: 3x2−243=0⇔x2=81⇔x1=−9,x2=9;
3) Производная положительная при x>9 и x<−9 и отрицательная при −9 Как искать наибольшее и наименьшее значение функции
Для решения задачи на поиск наибольших и наименьших значений функциинеобходимо
: Во многих задачах помогаеттеорема
: Если на отрезке только одна точка экстремума, причем это точка минимума, то в ней достигается наименьшее значение функции. Если это точка максимума, то в ней достигается наибольшее значение. 14. Понятие и основные свойств неопределённого интеграла. Если функция f
(x
X
, и k
– число, то Короче: постоянную можно выносить за знак интеграла.
Если функции f
(x
) и g
(x
) имеют первообразные на промежутке X
, то Короче: интеграл суммы равен сумме интегралов.
Если функция f
(x
) имеет первообразную на промежутке X
, то для внутренних точек этого промежутка: Короче: производная от интеграла равна подынтегральной функции.
Если функция f
(x
) непрерывна на промежутке X
и дифференцируема во внутренних точках этого промежутка, то: Короче: интеграл от дифференциала функции равен этой функции плюс постоянная интегрирования.
Дадим строгое математическое определение понятия неопределенного интеграла
. Выражение вида называется интегралом от функции f(x)
, где f(x)
- подынтегральная функция, которая задается (известная), dx
- дифференциал x
, с символом всегда присутствует dx
. Определение.
Неопределенным интегралом
называется функция F(x) + C
, содержащая произвольное постоянное C
, дифференциал которой равенподынтегральному
выражению f(x)dx
, т.е. Напомним, что -дифференциал функции
и определяется следующим образом: Задача нахождения неопределенного интеграла
заключается в нахождении такой функции, производная
которой равняется подынтегральному выражению. Данная функция определяется с точностью до постоянной, т.к. производная от постоянной равняется нулю. Например, известно, что , тогда получается, что Задача нахождение неопределенного интеграла
от функций не столь простая и легкая, как кажется на первый взгляд. Во многих случаях должен быть навык работы снеопределенными интегралами,
должен быть опыт, который приходит с практикой и с постоянным решением примеров на неопределенные интегралы.
Стоит учитывать тот факт, что неопределенные интегралы
от некоторых функций (их достаточно много) не берутся в элементарных функциях. 15.Таблица основных неопределённых интегралов. Основные формулы
16. Определённый интеграл как предел интегральной суммы. Геометрический и физический смыл интеграла. Пусть функция у=ƒ(х) определена на отрезке [а; b], а < b. Выполним следующие действия. 1. С помощью точек х 0 =а, x 1, х 2, ..., х n = В (х 0 2. В каждом частичном отрезке , i = 1,2,...,n выберем произвольную точку с i є и вычислим значение функции в ней, т. е. величину ƒ(с i). 3. Умножим найденное значение функции ƒ (с i) на длину ∆x i =x i -x i-1 соответствующего частичного отрезка: ƒ (с i) ∆х i. 4. Составим сумму S n всех таких произведений: Сумма вида (35.1) называется интегральной суммой функции у = ƒ(х) на отрезке [а; b]. Обозначим через λ длину наибольшего частичного отрезка:λ = max ∆x i (i = 1,2,..., n). 5. Найдем предел интегральной суммы (35.1), когда n → ∞ так, что λ→0. Если при этом интегральная сумма S n имеет предел I, который не зависит ни от способа разбиения отрезка [а; b] на частичные отрезки, ни от выбора точек в них, то число I называется определенным интегралом от функции у = ƒ(х) на отрезке [а; b] и обозначается Таким образом, Числа а и b называются соответственна нижним и верхним пределами интегрирования, ƒ(х) - подынтегральной функцией, ƒ(х) dx - подынтегральным выражением, х - переменной интегрирования, отрезок [а; b] - областью (отрезком) интегрирования. Функция у=ƒ(х), для которой на отрезке [а; b] существует определенный интеграл называется интегрируемой на этом отрезке. Сформулируем теперь теорему существования определенного интеграла. Теорема 35.1 (Коши). Если функция у = ƒ(х) непрерывна на отрезке [а; b], то определенный интеграл Отметим, что непрерывность функции является достаточным условием ее интегрируемости. Однако определенный интеграл может существовать и для некоторых разрывных функций, в частности для всякой ограниченной на отрезке функции, имеющей на нем конечное число точек разрыва. Укажем некоторые свойства определенного интеграла, непосредственно вытекающие из его определения (35.2). 1. Определенный интеграл не зависим от обозначения переменной интегрирования: Это следует из того, что интегральная сумма (35.1), а следовательно, и ее предел (35.2) не зависят от того, какой буквой обозначается аргумент данной функции. 2. Определенный интеграл с одинаковыми пределами интегрирования равен нулю: 3. Для любого действительного числа с. 17. Формула Ньютона-Лейбница. Основные свойства определенного интеграла. Пусть функция y = f(x)
непрерывна на отрезке
и F(x)
- одна из первообразных функции на этом отрезке, тогда справедлива формула Ньютона-Лейбница
: Формулу Ньютона-Лейбница называют основной формулой интегрального исчисления
. Для доказательства формулы Ньютона-Лейбница нам потребуется понятие интеграла с переменным верхним пределом. Если функция y = f(x)
непрерывна на отрезке
, то для аргумента интеграл вида является функцией верхнего предела. Обозначим эту функцию Действительно, запишем приращение функции , соответствующее приращению аргумента и воспользуемся пятым свойством определенного интеграла и следствием из десятого свойства: Перепишем это равенство в виде Вычислим F(a)
, используя первое свойство определенного интеграла: Приращение функции принято обозначать как Для применения формулы Ньютона-Лейбница нам достаточно знать одну из первообразных y=F(x)
подынтегральной функции y=f(x)
на отрезке
и вычислить приращение этой первообразной на этом отрезке. В статье методы интегрирования разобраны основные способы нахождения первообразной. Приведем несколько примеров вычисления определенных интегралов по формуле Ньютона-Лейбница для разъяснения. Пример.
Вычислить значение определенного интеграла по формуле Ньютона-Лейбница. Решение.
Для начала отметим, что подынтегральная функция непрерывна на отрезке
, следовательно, интегрируема на нем. (Об интегрируемых функциях мы говорили в разделе функции, для которых существует определенный интеграл). Из таблицы неопределенных интегралов видно, что для функции множество первообразных для всех действительных значений аргумента (следовательно, и для ) записывается как Теперь осталось воспользоваться формулой Ньютона-Лейбница для вычисления определенного интеграла: 18. Геометрические приложения определенного интеграла. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА Вычисление объема тела Вычисление объема тела по известным площадям параллельных сечений: Объем тела вращения: ; . Пример 1
. Найти площадь фигуры, ограниченной кривой y=sinx, прямыми Решение:
Находим площадь фигуры: Пример 2
. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями Решение:
Найдем абсциссы точек пересечения графиков данных функций. Для этого решаем систему уравнений Отсюда находим x 1 =0, x 2 =2,5.
19. Понятие дифференциальных управлений. Дифференциальные уравнения первого порядка. Дифференциа́льное уравне́ние
- уравнение, связывающее значение производной функции с самой функцией, значениями независимой переменной, числами (параметрами). Порядок входящих в уравнение производных может быть различен (формально он ничем не ограничен). Производные, функции, независимые переменные и параметры могут входить в уравнение в различных комбинациях или все, кроме хотя бы одной производной, отсутствовать вовсе. Не любое уравнение, содержащее производные неизвестной функции, является дифференциальным уравнением. Например, Дифференциальные уравнения в частных производных
(УРЧП) - это уравнения, содержащие неизвестныефункции от нескольких переменных и их частные производные. Общий вид таких уравнений можно представить в виде: где - независимые переменные, а - функция этих переменных. Порядок уравнений в частных производных может определяется так же, как для обыкновенных дифференциальных уравнений. Ещё одной важной классификацией уравнений в частных производных является их разделение на уравнения эллиптического, параболического и гиперболического типа, в особенности для уравнений второго порядка. Как обыкновенные дифференциальные уравнения, так и уравнения в частных производных можно разделить налинейные
и нелинейные
. Дифференциальное уравнение является линейным, если неизвестная функция и её производные входят в уравнение только в первой степени (и не перемножаются друг с другом). Для таких уравнений решения образуют аффинное подпространство пространства функций. Теория линейных ДУ развита значительно глубже, чем теория нелинейных уравнений. Общий вид линейного дифференциального уравнения n
-го порядка: где p i
(x
) - известные функции независимой переменной, называемые коэффициентами уравнения. Функция r
(x
) в правой части называется свободным членом
(единственное слагаемое, не зависящее от неизвестной функции) Важным частным классом линейных уравнений являются линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами
. Подклассом линейных уравнений являются однородные
дифференциальные уравнения - уравнения, которые не содержат свободного члена: r
(x
) = 0. Для однородных дифференциальных уравнений выполняется принцип суперпозиции: линейная комбинация частных решений такого уравнения также будет его решением. Все остальные линейные дифференциальные уравнения называются неоднородными
дифференциальными уравнениями. Нелинейные дифференциальные уравнения в общем случае не имеют разработанных методов решения, кроме некоторых частных классов. В некоторых случаях (с применением тех или иных приближений) они могут быть сведены к линейным. Например, линейное уравнение гармонического осциллятора · - однородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами. Решением является семейство функций , где и - произвольные константы, которые для конкретного решения определяются из задаваемых отдельно начальных условий. Это уравнение, в частности, описывает движение гармонического осциллятора с циклической частотой 3. · Второй закон Ньютона можно записать в форме дифференциального уравнения · Дифференциальное уравнение Бесселя - обыкновенное линейное однородное уравнение второго порядка с переменными коэффициентами: Его решениями являются функции Бесселя. · Пример неоднородного нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения 1-го порядка: В следующей группе примеров неизвестная функция u
зависит от двух переменных x
и t
или x
и y
. · Однородное линейное дифференциальное уравнение в частных производных первого порядка: · Одномерное волновое уравнение - однородное линейное уравнение в частных производных гиперболического типа второго порядка с постоянными коэффициентами, описывает колебание струны, если - отклонение струны в точке с координатой x
в момент времени t
, а параметр a
задаёт свойства струны: · Уравнение Лапласа в двумерном пространстве - однородное линейное дифференциальное уравнение в частных производных второго порядка эллиптического типа с постоянными коэффициентами, возникающее во многих физических задачах механики, теплопроводности, электростатики, гидравлики: · Уравнение Кортевега - де Фриза, нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных третьего порядка, описывающее стационарные нелинейные волны, в том числе солитоны: 20. Дифференциальные уравнения с разделяющимся применимыми. Линейные уравнения и метод Бернулли. Линейным дифференциальным уравнением первого порядка называется уравнение, линейное относительно неизвестной функции и её производной. Оно имеет вид В этой статье мы рассмотрим несколько примеров на нахождение точек максимума (минимума) иррациональной функции. Алгоритм решения был уже неоднократно изложен в статьях с подобными заданиями, в одной из прошлых статей.
У вас может возникнуть вопрос – а чем рациональная функция отличается от иррациональной?
У иррациональной функции, говоря простыми словами, аргумент находится под корнем, или степень у него это дробное число (несокращаемая дробь). Другой вопрос -
в чём отличия в нахождении их точек максимума (минимума)? Да ни в чём.
Сам принцип и алгоритм решения заданий на определения точек максимума (минимума) един. Просто для удобства и систематизации материала я разбил его на несколько статей – отдельно рассмотрел рациональные, логарифмические, тригонометрические и прочие, осталось ещё несколько примеров на нахождение наибольшего (наименьшего) значения иррациональной функции на отрезке. Их мы тоже рассмотрим.
Давайте здесь подробно опишу нахождение производной, когда у аргумента имеется степень, во всех примерах ниже это используется.
Сама формула:
То есть, если у нас аргумент стоит в некоторой степени и требуется найти производную, то мы записывает это значение степени, умножаем его на аргумент, а его степень будет на единицу меньше, например:
Если же степень дробное число, то всё тоже самое:
Следующий момент! Конечно же, вы должны помнить свойства корней и степеней, а именно:
То есть, если в примере вы увидите, например, выражение (или подобное с корнем):
То при решении, чтобы вычислить производную, его необходимо представить как х в степени, будет так:
Остальные табличные производные и правила дифференцирования вы должны знать!!!
Правила дифференцирования:
Рассмотрим примеры:
77451. Найдите точку минимума функции y = x 3/2 – 3x + 1
Найдем нули производной:
Решаем уравнение:
В точке х = 4, производная меняет знак с отрицательного на положительный, это означает, что данная точка является точкой минимума.
Ответ: 4
77455. Найдите точку максимума функции
Найдём производную заданной функции:
Найдем нули производной:
Решаем уравнение:
Определим знаки производной функции и изобразим на рисунке поведение функции. Для этого подставим произвольные значения из полученных интервалов в производную:
В точке х = 4, производная меняет знак с положительного на отрицательный, это означает, что данная точка является точкой максимума.
Ответ: 4
77457. Найдите точку максимума функции
Найдём производную заданной функции:
Найдем нули производной:
Решая уравнение:
Определим знаки производной функции и изобразим на рисунке поведение функции. Для этого подставим произвольные значения из полученных интервалов в производную:
В точке х = 9, производная меняет знак с положительного на отрицательный, это означает, что данная точка является точкой максимума.
Ответ: 9
Алгоритм нахождения данных точек оговаривался уже неоднократно, кратко повторюсь:
1. Находим производную функции.
2. Находим нули производной (приравниваем производную к нулю и решаем уравнение).
3. Далее строим числовую ось, на ней отмечаем найденные точки и определяем знаки производной на полученных интервалах. *Это делается путём подстановки произвольных значений из интервалов в производную.
Если вы совсем не знакомы со свойствами производной для исследования функций, то обязательно изучите статью
«
».
Также повторите таблицу производных и правила дифференцирования (имеются в этой же статье). Рассмотрим задачи:
77431. Найдите точку максимума функции у = х 3 –5х 2 +7х–5.
Найдём производную функции:
Найдем нули производной:
3х 2 – 10х + 7 = 0
у(0)
"
= 3∙0
2 – 10∙0 + 7 = 7 > 0
у(2)
"
=
3∙2 2 – 10∙2 + 7 = – 1< 0
у(3)
"
=
3∙3 2 – 10∙3 + 7 = 4 > 0
В точке х = 1 производная меняет свой знак с положительного на отрицательный, значит это есть искомая точка максимума.
Ответ: 1
77432. Найдите точку минимума функции у = х 3 +5х 2 +7х–5.
Найдём производную функции:
Найдем нули производной:
3х 2 + 10х + 7 = 0
Решая квадратное уравнение получим:
Определяем знаки производной функции на интервалах и отметим их на эскизе. Подставляем произвольное значение из каждого интервала в выражение производной:
у(
–3
)
"
=
3∙(–3) 2 + 10∙(–3) + 7 = 4 > 0
у(
–2
)
"=
3∙(–2) 2 + 10∙(–2) + 7 = –1 < 0
у(0
)
"=
3∙0 2 – 10∙0 + 7 = 7 > 0
В точке х = –1 производная меняет свой знак с отрицательного на положительный, значит это есть искомая точка минимума.
Ответ: –1
77435. Найдите точку максимума функции у = 7+12х–х 3
Найдём производную функции:
Найдем нули производной:
12 – 3х 2 = 0
х 2 = 4
Решая уравнение получим:
*Это точки возможного максимума (минимума) функции.
Определяем знаки производной функции на интервалах и отметим их на эскизе. Подставляем произвольное значение из каждого интервала в выражение производной:
у(
–3
)
"=
12 – 3∙(–3) 2 = –15 < 0
у(0
)
"=
12 – 3∙0 2 = 12 > 0
у(
3
)
"=
12 – 3∙3 2 = –15 < 0
В точке х = 2 производная меняет свой знак с положительного на отрицательный, значит это есть искомая точка максимума.
Ответ: 2
*Для этой же функции точкой минимума является точка х = – 2.
77439. Найдите точку максимума функции у = 9х 2 – х 3 .
Найдём производную функции:
Найдем нули производной:
18х –3х 2 = 0
3х(6 – х) = 0
Решая уравнение получим:
Определяем знаки производной функции на интервалах и отметим их на эскизе. Подставляем произвольное значение из каждого интервала в выражение производной:
у(
–1
)
"=
18 (–1) –3 (–1) 2 = –21< 0
у(1
)
"=
18∙1 –3∙1 2 = 15 > 0
у(7
)
"=
18∙7 –3∙7 2 = –1< 0
В точке х = 6 производная меняет свой знак с положительного на отрицательный, значит это есть искомая точка максимума.
Ответ: 6
*Для этой же функции точкой минимума является точка х = 0.
77443. Найдите точку максимума функции у = (х 3 /3)–9х–7.
Найдём производную функции:
Найдем нули производной:
х 2 – 9 = 0
х 2 = 9
Решая уравнение получим:
Определяем знаки производной функции на интервалах и отметим их на эскизе. Подставляем произвольное значение из каждого интервала в выражение производной:
у(
–4
)
"=
(–4) 2 – 9 > 0
у(0
)
"=
0 2 – 9 < 0
у(4
)
"=
4 2 – 9 > 0
В точке х = – 3 производная меняет свой знак с положительного на отрицательный, значит это есть искомая точка максимума.
Ответ: – 3
9 – х 2 = 0
х 2 = 9
Решая уравнение получим:
Определяем знаки производной функции на интервалах и отметим их на эскизе. Подставляем произвольное значение из каждого интервала в выражение производной:
у(
–4
)
"=
9 – (–4) 2 < 0
у(0
Решение
.
На этом всё. Успеха вам!
С уважением, Александр Крутицких
.
P.S: Буду благодарен Вам, если расскажете о сайте в социальных сетях.
Функция и исследование ее особенностей занимает одно из ключевых глав в современной математике. Главная составляющая любой функции - это графики, изображающие не только ее свойства, но также и параметры производной данной функции. Давайте разберемся в этой непростой теме. Итак, как лучше искать точки максимума и минимума функции? Любая переменная, которая каким-то образом зависит от значений другой величины, может называться функцией. Например, функция f(x 2) является квадратичной и определяет значения для всего множества х. Допустим, что х = 9, тогда значение нашей функции будет равно 9 2 = 81. Функции бывают самых разных видов: логические, векторные, логарифмические, тригонометрические, числовые и другие. Их изучением занимались такие выдающиеся умы, как Лакруа, Лагранж, Лейбниц и Бернулли. Их труды служат оплотом в современных способах изучения функций. Перед тем как найти точки минимума, очень важно понять сам смысл функции и ее производной. Все функции находятся в зависимости от их переменных величин, а это значит, что они могут в любой момент изменить свое значение. На графике это будет изображаться как кривая, которая то опускается, то поднимается по оси ординат (это все множество чисел "y" по вертикали графика). Так вот определение точки максимума и минимума функции как раз связано с этими "колебаниями". Объясним, в чем эта взаимосвязь. Производная любой функции изображается на графике с целью изучить ее основные характеристики и вычислить, как быстро изменяется функция (т.е. меняет свое значение в зависимости от переменной "x"). В тот момент, когда функция увеличивается, график ее производной будет также возрастать, но в любую секунду функция может начать уменьшаться, и тогда график производной будет убывать. Те точки, в которых производная переходит со знака минуса на плюс, называются точками минимума. Для того чтобы знать, как найти точки минимума, следует лучше разобраться с Определение и функции подразумевает под собой несколько понятий из Вообще, само определение производной можно выразить следующим образом: это та величина, которая показывает скорость изменения функции. Математический способ ее определения для многих учеников кажется сложным, однако на самом деле все гораздо проще. Необходимо лишь следовать стандартному плану нахождения производной любой функции. Ниже описано, как можно найти точку минимума функции, не применяя правила дифференцирования и не заучивая таблицу производных. В школьной программе математики возможно нахождение точки минимума функции двумя способами. Первый метод с помощью графика мы уже разобрали, а как же определить численное значение производной? Для этого потребуется выучить несколько формул, которые описывают свойства производной и помогают преобразовать переменные величины типа "х" в числа. Следующий метод является универсальным, поэтому его можно применять практически ко всем видам функций (как к геометрическим, так и логарифмическим). Самая основная составляющая в изучении функции и ее производной - это знание правил дифференцирования. Только с их помощью можно преобразовывать громоздкие выражения и большие сложные функции. Давайте ознакомимся с ними, их достаточно много, но все они весьма просты благодаря закономерным свойствам как степенных, так и логарифмических функций. Мы уже разобрали, как найти точки минимума, однако существует понятие и функции. Если минимум обозначает те точки, в которых функция переходит со знака минуса на плюс, то точками максимума являются те точки на оси абсцисс, на которых производная функции меняется с плюса на противоположный - минус. Находить точки максимума можно по вышеописанному способу, только следует учесть, что они обозначают те участки, на которых функция начинает убывать, то есть производная будет меньше нуля. В математике принято обобщать оба понятия, заменяя их словосочетанием "точки экстремумов". Когда в задании просят определить эти точки, это значит, что необходимо вычислить производную данной функции и найти точки минимума и максимума. Поиск точки максимума и минимума функции — довольно распространенная задача в математическом анализе
. Иногда требуется экстремум. Многие думают, что под словом «экстремум» подразумевают наибольшее или наименьшее значение функции. Это не совсем верно. Значение может быть наибольшим или минимальным, но не являться экстремумом. Максимум бывает локальным или глобальным
. Точка локального максимума — это аргумент, который при подстановке в f(x) даёт значение не меньше, чем в других точках из области около этого аргумента. Для глобального максимума эта область расширяется до всей области допустимых аргументов. Для минимума всё наоборот. Экстремум — это локальное экстремальное — минимальное или максимальное — значение. Как правило, если математиков интересует глобально самое большое значение f(x), то в интервале, не на всей оси аргументов. Подобные задачи обычно сформулированы фразой
«найдите точку максимума функции на отрезке». Здесь подразумевается, что надо выявить аргумент, при котором она не меньше, чем на всём остальном указанном отрезке. Поиск локального экстремума является одним из шагов решения такой задачи. Дано y = f(x). Требуется определить пик функции на указанном отрезке. f(x) может достигать его в точке: Пик f(x) на отрезке или в интервале находится путём исследования данной функции. План исследования для нахождения максимума на отрезке (или интервале): Теперь подробно разберем каждый шаг и рассмотрим некоторые примеры. Область допустимых аргументов — это те x, при подстановке которых в f(x) она не престаёт существовать.Область допустимых аргументов ещё называют областью определения. Например, y = x^2 определена на всей оси аргументов. А y = 1/x определена для всех аргументов, кроме x = 0. Найти пересечение области допустимых аргументов и исследуемого отрезка (интервала) требуется для того, чтобы исключить из рассмотрения ту часть интервала, где функция не определена. Например, требуется найти минимум y = 1/x на отрезке от -2 до 2. На самом деле требуется исследовать два полуинтервала от -2 до 0 и от 0 до 2, так как уравнение у = 1/0 не имеет решения. Если на исследуемом отрезке имеется вертикальная асимптота, около которой функция стремится в бесконечность с плюсом, то пик f(x) на здесь не определяется. А если бы определялся, то аргумент, при котором достигается максимум, совпал бы с точкой пересечения асимптоты и оси аргументов. Значение производной в определенной показывает под каким углом проходит касательная к функции в выбранной точке. Отрицательное значение говорит о том, что функция здесь убывает. Аналогично положительная производная говорит о возрастании f(x). Отсюда появляются два условия. 1) Производная в точке экстремума либо нулевая, либо неопределенная. Это условие необходимое, но недостаточно. Продифференцируем y = x^3, получим уравнение производной: y = 3*x^2. Подставим в последнее уравнение аргумент «0», и производная обратится в нуль. Однако, это не экстремум для y = x^3. У неё не может быть экстремумов, она убывает на всей оси аргументов. 2) Достаточно, чтобы при пересечении точки экстремума у производной менялся знак. То есть, до максимума f(x) растёт, а после максимума она убывает — производная была положительной, а стала отрицательной. После того как аргументы для локального максимума были найдены их надо подставить в исходное уравнение и получить максимальное значение f(x). При поиске максимума на отрезке необходимо проверить значение на концах отрезка. Например, для y = 1/x на отрезке максимум будет в точке x = 1. Даже если внутри отрезка есть локальный максимум, нет никакой гарантии, что значение на одном из концов отрезка не будет больше этого максимума. Теперь необходимо сравнить значения в точках разрыва
(если f(x) здесь не стремится в бесконечность), на концах исследуемого интервала и экстремум функции. Наибольшее из этих значений и будет максимумом функции на заданном участке прямой. Для задачи с формулировкой «Найдите точку минимума функции» необходимо выбрать наименьшее из локальных минимумов и значений на концах интервала и в точках разрыва.
или 
Функцию называют первообразной функции
. Первообразная функции определяется с точностью до постоянной величины.
, здесь - произвольная постоянная.
.
, причем эта функция непрерывная и справедливо равенство 
.
где .
. Если вспомнить определение производной функции и перейти к пределу при , то получим . То есть, - это одна из первообразных функции y = f(x)
на отрезке
. Таким образом, множество всех первообразных F(x)
можно записать как 
, где С
– произвольная постоянная.
, следовательно, . Воспользуемся этим результатом при вычислении F(b)
: , то есть 
. Это равенство дает доказываемую формулу Ньютона-Лейбница .
. Пользуясь этим обозначением, формула Ньютона-Лейбница примет вид 
.
. Возьмем первообразную при C = 0
: .
. Прямоугольная С.К.
Функция, задана параметрически
Полярная С.К.
Вычисление площадей плоских фигур
Вычисление длины дуги плоской кривой
Вычисление площади поверхности вращения
не является дифференциальным уравнением.
может рассматриваться как приближение нелинейного уравнения математического маятника 
для случая малых амплитуд, когда y
≈ sin y
.
где m
- масса тела, x
- его координата, F
(x
, t
) - сила, действующая на тело с координатой x
в момент времени t
. Его решением является траектория движения тела под действием указанной силы.
Функция: определение
Производная и ее роль
Как вычислять производную?
Способы исследования функции
Правила дифференцирования
Точки экстремума
Исследование
Область допустимых аргументов
Асимптоты
Асимптота — это такая прямая, к которой функция тянется, но не дотягивается. Если f(x) существует на всей числовой прямой и неразрывна на ней, то вертикальной асимптоты у неё нет. Если же она разрывна, то точка разрыва является вертикальной асимптотой. Для y = 1/x асимптота задаётся уравнением x = 0. Эта функция
тянется к нулю
по оси аргументов, но дотянется до него, только устремившись в бесконечность.Производная и экстремумы
Производная — это предел изменения функции
при стремящемся к нулю изменении аргумента. Что это значит? Возьмём небольшой участок из области допустимых аргументов и посмотрим как изменится здесь f(x), а потом уменьшим этот участок до бесконечно малого размера, в этом случае f(x) станет изменяться так же, как и некая более простая функция, которая именуется производной.Концы интервала и сравнение результатов
Видео
