+7(499)-938-42-58 Москва
+7(800)-333-37-98 Горячая линия

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

Содержание

Правила вычисления производных. Таблица производных часто встречающихся функций. Таблица производных сложных функций

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

Справочник по математикеЭлементы математического анализаПроизводная функции

     Вычисление производных основано на применении следующих правил, которые мы будем использовать без доказательств, поскольку доказательства выходят за рамки школьного курса математики.

      Правило 1 (производная от произведения числа на функцию). Справедливо равенство

(c f (x))' = c f ' (x) ,

где  c – любое число.

      Другими словами, производная от произведения числа на функцию равна произведению этого числа на производную функции.

      Правило 2 (производная суммы функций). Производная суммы функций вычисляется по формуле

(f (x) + g (x))' = f ' (x) + g' (x),

то есть производная от суммы функций равна сумме производных этих функций.

      Правило 3 (производная разности функций). Производная разности функций вычисляется по формуле

(f (x) – g (x))' = f ' (x) – g' (x),

то есть производная от разности функций равна разности производных этих функций.

      Правило 4 (производная произведения двух функций). Производная произведения двух функций вычисляется по формуле

(f (x) g (x))' =
= f ' (x) g (x) + f (x) g' (x),

      Другими словами, производная от произведения двух функций равна производной от первой функции, умноженной на вторую функцию, плюс первая функция, умноженная на производную от второй функции.

      Правило 5 (производная частного двух функций). Производная от дроби (частного двух функций) вычисляется по формуле

      Определение. Рассмотрим функции   f (x)   и   g (x) .  Сложной функцией или «функцией от функции» называют функцию вида

f (g (x))

При этом функцию   f (x)   называют внешней функцией, а функцию   g (x)  – внутренней функцией.

      Правило 6 (производная сложной функции). Производная сложной функции вычисляется по формуле
[ f (g (x))]' = f ' (g (x)) g' (x)

      Другими словами, для того, чтобы найти производную от сложной функции   f (g (x))   в точке   x   нужно умножить производную внешней функции, вычисленную в точке   g (x) ,   на производную внутренней функции, вычисленную в точке   x .

Таблица производных часто встречающихся функций

      В следующей таблице приведены формулы для производных от степенных, показательных (экспоненциальных), логарифмических, тригонометрических и обратных тригонометрических функций. Доказательство большинства их этих формул выходит за рамки школьного курса математики.

ФункцияФормула для производнойНазвание формулы
y = c ,где  c – любое числоy' = 0Производная от постоянной функции
y = x c ,где  c – любое числоy' = c xc – 1Производная степенной функции
y = e xy' = e xПроизводная от экспоненты (показательной функции с основанием   e)
y = a xгде  a – любое положительное число, не равное 1y' = a x ln aПроизводная от показательной функции с основанием   a
y = ln x ,   x > 0,   x > 0Производная от натурального логарифма
y = log a x ,   x > 0где  a – любое положительное число, не равное 1,   x > 0Производная от логарифма по основанию   a
y = sin xy' = cos xПроизводная синуса
y = cos xy' = – sin xПроизводная косинуса
y = tg x , ,Производная тангенса
y = ctg x , ,Производная котангенса
y = arcsin x ,Производная арксинуса
y = arccos x ,Производная арккосинуса
y = arctg xПроизводная арктангенса
y = arcctg xПроизводная арккотангенса
Производная от постоянной функции
Функция:y = c ,где  c – любое числоФормула для производной:y' = 0
Производная степенной функции
Функция:y = x c ,где  c – любое числоФормула для производной:y' = c xc – 1
Производная от экспоненты (показательной функции с основанием   e)
Функция:y = e xФормула для производной:y' = e x
Производная от показательной функции с основанием   a
Функция:y = a xгде  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:y' = a x ln a
Производная от натурального логарифма
Функция:y = ln x ,   x > 0Формула для производной:,   x > 0
Производная от логарифма по основанию   a
Функция:y = log a x ,   x > 0где  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:,   x > 0
Производная синуса
Функция:y = sin xФормула для производной:y' = cos x
Производная косинуса
Функция:y = cos xФормула для производной:y' = – sin x
Производная тангенса
Функция:y = tg x ,гдеФормула для производной: ,
Производная котангенса
Функция:y = ctg x ,гдеФормула для производной: ,
Производная арксинуса
Функция:y = arcsin x ,Формула для производной:
Производная арккосинуса
Функция:y = arccos x ,Формула для производной:
Производная арктангенса
Функция:y = arctg xФормула для производной:
Производная арккотангенса
Функция:y = arcctg xФормула для производной:

Таблица производных сложных функций

      В следующей таблице приведены формулы для производных сложных функций.

      В отдельных строках (с желтым фоном) приведены формулы для производных сложных функций в случае, когда внутренняя функция является линейной функцией и имеет вид   f (x) = kx + b , где  k  и  b  – любые числа, .

ФункцияФормула для производной
y = (kx + b) c ,где  c – любое число.y' = kc (kx + b) c – 1 ,
y = ( f (x)) c ,где  c – любое число.
y = ekx + by = kekx + b
y = e f (x)
y = akx + bгде  a – любое положительное число, не равное 1
y = a f (x)где  a – любое положительное число, не равное 1
y = ln (kx + b) ,   kx + b > 0,kx + b > 0
y = ln ( f (x)) ,   f (x) > 0,f (x) > 0
y = log a (kx + b) ,   kx + b > 0где  a – любое положительное число, не равное 1,   kx + b > 0
y = log a ( f (x)) ,   f (x) > 0где  a – любое положительное число, не равное 1,   f (x) > 0
y = sin (kx + b)y' = k cos (kx + b)
y = sin ( f (x))
y = cos (kx + b)y' = – k sin (kx + b)
y = cos ( f (x))
y = tg (kx + b),где,
y = tg ( f (x)),где,
y = ctg (kx + b),где ,
y = ctg ( f (x)),где ,
y = arcsin (kx + b),
y = arcsin ( f (x)),
y = arccos (kx + b),
y = arccos ( f (x)),
y = arctg (kx + b)
y = arctg ( f (x))
y = arcctg (kx + b)
y = arcctg ( f (x))
Функция:y = (kx + b) c ,где  c – любое число.Формула для производной:y' = kc (kx + b) c – 1 ,
Функция:y = ( f (x)) c ,где  c – любое число.Формула для производной:
Функция:y = ekx + bФормула для производной:y = kekx + b
Функция:y = e f (x)Формула для производной:
Функция:y = akx + bгде  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:
Функция:y = a f (x)где  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:
Функция:y = ln (kx + b) ,   kx + b > 0Формула для производной:,   kx + b > 0
Функция:y = ln ( f (x)) ,   f (x) > 0Формула для производной:,   f (x) > 0
Функция:y = log a (kx + b) ,   kx + b > 0где  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:,   kx + b > 0
Функция:y = log a ( f (x)) ,   f (x) > 0где  a – любое положительное число, не равное 1Формула для производной:,   f (x) > 0
Функция:y = sin (kx + b)Формула для производной:y' = k cos (kx + b)
Функция:y = sin ( f (x))Формула для производной:
Функция:y = cos (kx + b)Формула для производной:y' = – k sin (kx + b)
Функция:y = cos ( f (x))Формула для производной:
Функция:y = tg (kx + b),гдеФормула для производной:,
Функция:y = tg ( f (x)),гдеФормула для производной:,
Функция:y = ctg (kx + b),гдеФормула для производной: ,
Функция:y = ctg ( f (x)),гдеФормула для производной: ,
Функция:y = arcsin (kx + b),Формула для производной:
Функция:y = arcsin ( f (x)),Формула для производной:
Функция:y = arccos (kx + b),Формула для производной:
Функция:y = arccos ( f (x)),Формула для производной:
Функция:y = arctg (kx + b)Формула для производной:
Функция:y = arctg ( f (x))Формула для производной:
Функция:y = arcctg (kx + b)Формула для производной:
Функция:y = arcctg ( f (x))Формула для производной:

      На нашем сайте можно также ознакомиться нашими учебными материалами для подготовки к ЕГЭ по математике.

Источник: https://www.resolventa.ru/spr/matan/derivative_rule.htm

Нахождение производной степенной функции

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

В данной публикации мы рассмотрим, чему равна производная степенной функций (в т.ч. сложной), а также разберем примеры решения задач для закрепления изложенного материала.

Формула производной степенной функции

Для функции f(x) = xn, где n – действительное число, справедливо следующее выражение:

f ‘(x) = (xn)‘ = nxn-1

Т.е. производная степенной функции равняется произведению показателя степени на основание в степени, уменьшенной на единицу.

n – может быть как положительным, так и отрицательным числом (в т.ч. дробным):

Производная сложной степенной функции

В сложной функции вместо x представлено более сложное выражение. Производная такой функции определяется по формуле:

(yn)‘ = nyn-1 ⋅ y‘

Примеры задач

Задание 1:
Вычислите производную функцию f(x) = x3/5.

Решение:Согласно правилам дифференцирования константу в виде дроби можно вынести за знак производной:

Применив формулу производной, рассмотренную выше, получаем:

Задание 2:
Найдите производную функции f(x) = x2 + √x – 6.

Решение:Первоначальный вид производной функции:

f ‘(x) = (x2 + √x – 6)‘.

С учетом правила дифференцирования суммы получаем:
f ‘(x) = (x2)‘ + (√x)‘ – (6)‘.

Остается только вычислить производные по отдельности:

(x2)‘ = 2×2-1 = 2x

(-6)‘ = 0 (производная константы равна нулю)

Таким образом получаем:

(1 5,00 из 5)
Загрузка…

MicroExcel.ru

div:eq(1) > h2:eq(0) data-code=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 data-block=10>

div:eq(1) > h2:eq(1) data-code=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 data-block=11>

div:eq(1) > h2:eq(2) data-code=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 data-block=12>

div:eq(1) > h2:eq(0) data-code=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 data-block=15>

div:eq(1) > h2:eq(1) data-code=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 data-block=16>

div:eq(1) > h2:eq(2) data-code=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 data-block=17>

div:eq(1) > h2:eq(2) data-code=PGRpdiBjbGFzcz0nY29kZS1ibG9jayBjb2RlLWJsb2NrLTI1JyBzdHlsZT0nbWFyZ2luOiA4cHggMDsgY2xlYXI6IGJvdGg7Jz4KPGRpdiBjbGFzcz0ianMtcmVsYXAtYW5jaG9yIiBkYXRhLXJlbGFwLWlkPSJvZUxpQ3N3TlNyRkxQejhfIj48L2Rpdj48L2Rpdj4K data-block=25>

Источник: https://MicroExcel.ru/proizvodnaya-stepennoy-funktsii/

Производная e в степени x и показательной функции

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

Доказательство и вывод формул производной экспоненты (e в степени x) и показательной функции (a в степени x). Примеры вычисления производных от e2x, e3x и enx. Формулы производных высших порядков.

Производная экспоненты равна самой экспоненте (производная e в степени x равна e в степени x):
(1)   ( e x )′ = e x.

Производная показательной функции с основанием степени a равна самой функции, умноженной на натуральный логарифм от a:
(2)   .

Экспонента – это показательная функция, у которой основание степени равно числу e, которое является следующим пределом:
.
Здесь может быть как натуральным, так и действительным числом. Далее мы выводим формулу (1) производной экспоненты.

Вывод формулы производной экспоненты

Рассмотрим экспоненту, e в степени x:
y = e x.
Эта функция определена для всех . Найдем ее производную по переменной x. По определению, производная является следующим пределом:
(3)   .

Преобразуем это выражение, чтобы свести его к известным математическим свойствам и правилам.

Для этого нам понадобятся следующие факты:
А) Свойство экспоненты:
(4)   ;
Б) Свойство логарифма:
(5)   ;
В) Непрерывность логарифма и свойство пределов для непрерывной функции:
(6)   .

Здесь – некоторая функция, у которой существует предел и этот предел положителен.
Г) Значение второго замечательного предела:
(7)   .

Применяем эти факты к нашему пределу (3). Используем свойство (4):
;
.

Сделаем подстановку   . Тогда   ; . В силу непрерывности экспоненты,

.

Поэтому при , . В результате получаем:
.

Сделаем подстановку . Тогда . При , . И мы имеем:
.

Применим свойство логарифма (5):
. Тогда
.

Применим свойство (6). Поскольку существует положительный предел и логарифм непрерывен, то:
. Здесь мы также воспользовались вторым замечательным пределом (7). Тогда

.

Тем самым мы получили формулу (1) производной экспоненты.

Вывод формулы производной показательной функции

Теперь выведем формулу (2) производной показательной функции с основанием степени a. Мы считаем, что и . Тогда показательная функция
(8)  
Определена для всех .

Преобразуем формулу (8). Для этого воспользуемся свойствами показательной функции и логарифма.
;
. Итак, мы преобразовали формулу (8) к следующему виду:

.

Находим производную. Выносим постоянную за знак производной:
.
Применяем формулу производной сложной функции:
.
Здесь .

Тем самым, мы нашли производную показательной функции с произвольным основанием степени:
.

Другие способы вывода производной экспоненты

Пусть нам известна формула производной натурального логарифма:
(9)   .
Тогда мы можем вывести формулу производной экспоненты, учитывая, что экспонента является обратной функцией к натуральному логарифму.

Перепишем формулу (9) в следующем виде:
,
где .
Переменные можно обозначать любыми буквами. Поменяем местами x и y:
(10)   ,
где .

Теперь рассмотрим экспоненту (e в степени x):
(11)   .
Применим формулу производной обратной функции:
(12)   . Обратной функцией к экспоненте является натуральный логарифм. Подставим значение производной натурального логарифма (10):

.

И, наконец, выразим y через x по формуле (11):
.
Формула доказана.

Теперь докажем формулу производной экспоненты, применяя формулу производной сложной функции. Поскольку функции и являются обратными друг к другу, то
.
Дифференцируем это уравнение по переменной x:
(13)   . Производная от икса равна единице:

.

Применим формулу производной сложной функции:
.
Здесь . Подставим в (13):
. Отсюда

.

Пример

Найти производные от e в степени 2x, e в степени 3x и e в степени nx. То есть найти производные функций
y = e 2x,   y = e 3x   и   y = e nx.

Решение

Исходные функции имеют похожий вид. Поэтому мы найдем производную от функции   y = e nx. Затем подставим n = 2 и n = 3. И из общей формулы найдем выражения для производных от e 2x, e 3x и e nx.

Итак, имеем исходную функцию
. Представим эту функцию как сложную функцию, состоящую из двух функций:

1)   Функции , зависящей от переменной : ;

2)   Функции , зависящей от переменной : .
Тогда исходная функция составлена из функций и :
.

Найдем производную от функции по переменной x:
.
Найдем производную от функции по переменной :
.
Применяем формулу производной сложной функции.
.
Здесь мы подставили .

Итак, мы нашли:
.
Подставляем n = 2 и n = 3.

Ответ

;   ;   .

См. также
Все примеры вычисления производных с решениями > > >

Производные высших порядков от e в степени x

Теперь найдем производные высших порядков. Сначала рассмотрим экспоненту:
(14)   . Мы нашли ее производную первого порядка:

(1)   .

Мы видим, что производная от функции (14) равна самой функции (14). Дифференцируя (1), получаем производные второго и третьего порядка:
;
.

Отсюда видно, что производная n-го порядка также равна исходной функции:
.

Производные высших порядков показательной функции

Теперь рассмотрим показательную функцию с основанием степени a:
. Мы нашли ее производную первого порядка:

(15)   .

Дифференцируя (15), получаем производные второго и третьего порядка:
;
.

Мы видим, что каждое дифференцирование приводит к умножению исходной функции на . Поэтому производная n-го порядка имеет следующий вид:
.

Олег Одинцов.     : 27-03-2017

Источник: https://1cov-edu.ru/mat_analiz/proizvodnaya/funktsii/e-x/

Таблица производных. Доказательство формул

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

Приведем сводную таблицу для удобства и наглядности при изучении темы.

Константа y=C(C)'=0Степенная функция y=xp(xp)'=p·xp-1Показательная функция y=ax(ax)'=ax·ln aВ частности, при a=e  имеем  y=ex(ex)'=ex
Логарифмическая функция(logax)'=1x·ln aВ частности, при a=e  имеем  y=ln x(ln x)'=1xТригонометрические функции(sin x)'=cos x(cos x)'=-sin x(tgx)'=1cos2x(ctgx)'=-1sin2x
Обратные тригонометрические функции(arcsin x)'=11-x2(arccos x)'=-11-x2(arctg x)'=11+x2(arcctg x)'=-11+x2Гиперболические функции(shx)'=chx(chx)'=shx(thx)'=1ch2x(cthx)'=-1sh2x

Разберем, каким образом были получены формулы указанной таблицы или, иначе говоря, докажем вывод формул производных для каждого вида функций.

Производная постоянной

Доказательство 1

Для того, чтобы вывести данную формулу, возьмем за основу определение производной функции в точке. Используем x0=x, где x принимает значение любого действительного числа, или, иначе говоря, x является любым числом из области определения функции f(x)=C. Составим запись предела отношения приращения функции к приращению аргумента при ∆x→0:

lim∆x→0∆f(x)∆x=lim∆x→0C-C∆x=lim∆x→00∆x=0

Обратите внимание, что под знак предела попадает выражение 0∆x. Оно не есть неопределенность «ноль делить на ноль», поскольку в числителе записана не бесконечно малая величина, а именно нуль. Иначе говоря, приращение постоянной функции всегда есть нуль.

Итак, производная постоянной функции f(x)=C равна нулю на всей области определения.

Пример 1

Даны постоянные функции:

f1(x)=3,f2(x)=a, a∈R,f3(x)=4.13722,f4(x)=0,f5(x)=-87

Необходимо найти их производные.

Решение

Опишем заданные условия. В первой функции мы видим производную натурального числа 3. В следующем примере необходимо брать производную от а, где а – любое действительное число. Третий пример задает нам производную иррационального числа 4.13722, четвертый – производную нуля (нуль – целое число). Наконец, в пятом случае имеем производную рациональной дроби -87.

Ответ: производные заданных функций есть нуль при любом действительном x (на всей области определения)

f1'(x)=(3)'=0,f2'(x)=(a)'=0, a∈R,f3'(x)=4.13722'=0,f4'(x)=0'=0,f5'(x)=-87'=0

Производная степенной функции

Переходим к степенной функции и формуле ее производной, имеющей вид: (xp)'=p·xp-1, где показатель степени p является любым действительным числом.

Доказательство 2

Приведем доказательство формулы, когда показатель степени – натуральное число: p=1, 2, 3, …

Вновь опираемся на определение производной. Составим запись предела отношения приращения степенной функции к приращению аргумента:

(xp)'=lim∆x→0=∆(xp)∆x=lim∆x→0(x+∆x)p-xp∆x

Чтобы упростить выражение в числителе, используем формулу бинома Ньютона:

(x+∆x)p-xp=Cp0+xp+Cp1·xp-1·∆x+Cp2·xp-2·(∆x)2+…++Cpp-1·x·(∆x)p-1+Cpp·(∆x)p-xp==Cp1·xp-1·∆x+Cp2·xp-2·(∆x)2+…+Cpp-1·x·(∆x)p-1+Cpp·(∆x)p

Таким образом:

(xp)'=lim∆x→0∆(xp)∆x=lim∆x→0(x+∆x)p-xp∆x==lim∆x→0(Cp1·xp-1·∆x+Cp2·xp-2·(∆x)2+…+Cpp-1·x·(∆x)p-1+Cpp·(∆x)p)∆x==lim∆x→0(Cp1·xp-1+Cp2·xp-2·∆x+…+Cpp-1·x·(∆x)p-2+Cpp·(∆x)p-1)==Cp1·xp-1+0+0+…+0=p!1!·(p-1)!·xp-1=p·xp-1

Так, мы доказали формулу производной степенной функции, когда показатель степени – натуральное число.

Доказательство 3

Чтобы привести доказательство для случая, когда p – любое действительное число, отличное от нуля, используем логарифмическую производную (здесь следует понимать отличие от производной логарифмической функции). Чтобы иметь более полное понимание желательно изучить производную логарифмической функции и дополнительно разобраться с производной неявно заданной функции и производной сложной функции.

Рассмотрим два случая: когда x положительны и когда x отрицательны.

Итак, x>0. Тогда: xp>0. Логарифмируем равенство y=xp по основанию e и применим свойство логарифма:

y=xpln y=ln xpln y=p·ln x

На данном этапе получили неявно заданную функцию. Определим ее производную:

(ln y)'=(p·ln x)1y·y'=p·1x⇒y'=p·yx=p·xpx=p·xp-1

Теперь рассматриваем случай, когда x – отрицательное число.

Если показатель p есть четное число, то степенная функция определяется и при x

Источник: https://Zaochnik.com/spravochnik/matematika/proizvodnye/tablitsa-proizvodnyh/

Удивительная особенность производной e в степени х

Чему равна производная функции f x xn. Производная e в степени x и показательной функции

Многие числа обрели свою величину и суеверное значение еще в древности. В наши дни к ним добавляются новые мифы. Существует много легенд о числе пи, немногим уступают ему в известности знаменитые числа Фибоначчи. Но, пожалуй, самым удивительным является число е, без которого не может обойтисьсовременная математика, физика и даже экономика.

Арифметическое значение числа е равно приблизительно 2,718.

Почему не точно, а приблизительно? Потому что это число иррациональное и трансцендентное, его нельзя выразить дробью с натуральными целыми числами или многочленом с рациональными коэффициентами.

Для большинства расчетов указанной точности значения в 2,718 достаточно, хотя современный уровень вычислительной техники позволяет определить его значение с точностью более триллиона знаков после запятой.

Главной особенностью числа е является то, что производная его показательной функции f (x) = ex равно значению самой функции ех. Такого необычного свойства нет больше ни у какой другой математической зависимости. Расскажем об этом чуть подробнее.

Что такое предел

Вначале разберемся с понятием предела. Рассмотрим какое-нибудь математическое выражение, например, i = 1/n.

Можно увидеть, что при увеличении «n «, значение «i «будет уменьшаться, а при стремлении «n» к бесконечности (которая обозначается значком ∞), «i» будет стремиться к предельному значению (называемого чаще просто пределом), равному нулю. Выражение предела (обозначаемого как lim) для рассматриваемого случая можно записать в виде lim n →∞ (1/ n) = 0 .

Существуют различные пределы для различных выражений. Одним из таких пределов, вошедших в советские и российские учебники как второй замечательный предел, является выражение lim n →∞ (1+1/ n) n . Уже в Средневековье было установлено, что пределом этого выражения является число е.

К первому же замечательному пределу относят выражение lim n →∞ (Sin n / n) = 1.

Как найти производную ex – в этом видео.

Что такое производная функции

Для раскрытия понятия производной следует напомнить что такое функция в математике.

Чтобы не загромождать текст сложными определениями, остановимся на интуитивном математическом понятии функции, заключающимся в том, что в ней одна или несколько величин полностью определяют значение другой величины, если они взаимосвязаны. Например, в формуле S = π ∙ r 2 площади круга, значение радиуса r полностью и однозначно определяет площадь круга S.

В зависимости от вида, функции могут быть алгебраическими, тригонометрическими, логарифмическими и др. В них могут быть взаимосвязаны два, три и более аргументов.

Например, пройденное расстояние S, которое объект преодолел с равноускоренной скоростью, описывается функцией S = 0,5 ∙ a ∙ t 2 + V ∙ t, где «t» — время движения, аргумент «а» ускорение (может быть как положительной, так и отрицательной величиной) и «V» начальная скорость движения.

Таким образом, величина пройденного расстояния зависит от значений трех аргументов, два из которых («а» и «V») постоянны.

Покажем на этом примере элементарное понятие производной функции. Оно характеризует скорость изменения функции в данной точке. В нашем примере это будет скорость движения объекта в конкретный момент времени. При постоянных «а» и «V» она зависит только от времени «t», то есть говоря научным языком нужно взять производную функции S по времени «t».

Этот процесс называется дифференцированием, выполняется путем вычисления предела отношения прироста функции к приросту ее аргумента на ничтожно малую величину. Решения подобных задач для отдельных функций часто является непростым делом и здесь не рассматриваются. Также стоит отметить, что некоторые функции в определенных точках вообще не имеют таких пределов.

В нашем же примере производная S по времени «t» примет вид S' = ds/dt = а ∙ t + V, из которого видно, что скорость S' изменяется по линейному закону в зависимости от «t».

Производная экспоненты

Экспонентой называется показательная функция, в качестве основания которой находится число е. Она обычно отображается в виде F (x) = ex, где показатель степени x является переменной величиной. Данная функция обладает полной дифференцируемостью во всем диапазоне вещественных чисел. С ростом x она постоянно возрастает и всегда больше нуля. Обратная к ней функция — логарифм.

Известный математик Тейлор сумел разложить эту функцию в ряд, названный его именем ex = 1 + x/1! + x 2 /2! + x 3 /3! + … в диапазоне x от — ∞ до + ∞.

Закон, базирующийся на этой функции, называется экспоненциальным. Он описывает:

  • возрастание сложных банковских процентов;
  • увеличение популяции животных и населения планеты;
  • время окоченения трупа и многое другое.

Повторим еще раз замечательное свойство данной зависимости — значение ее производной в любой точке всегда равно значению функции в этой точке, то есть (ex)' = ex .

Приведем производные для наиболее общих случаев экспоненты:

  • (eax)' = a ∙ eax ;
  • (ef (x))' = f'(x) ∙ ef (x).

Используя данные зависимости, несложно найти производные для других частных видов этой функции.

Некоторые интересные факты о числе е

С этим числом связаны фамилии таких ученых, как Непер, Отред, Гюйгенс, Бернулли, Лейбниц, Ньютон, Эйлер, и другие. Последний собственно и ввел обозначение е для этого числа, а также нашел первые 18 знаков, используя для расчета открытый им ряд е = 1 + 1/1! + 2/2! + 3/3! …

Число e встречается в самых неожиданных местах. Например, оно входит в уравнение цепной линии, которое описывает провис каната под действием собственного веса, когда его концы закреплены на опорах.

Тема видеоурока – производная показательной функции.

Источник: https://LivePosts.ru/articles/education-articles/matematika/udivitelnaya-osobennost-proizvodnoj-e-v-stepeni-h

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.