Материал: 2187

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

=e

sin x ln x

 

1

 

 

 

cosx ln x sin

x

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

=xsin x cosx ln x sin x

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

Рассмотрим теперь параметрическое уравнение линии на плоскости, в котором переменные x, y являются функциями третьей пере-

менной t (называемой параметром):

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

С

x (t);

 

 

t X.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y g(t),

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

Функц я x

= (t) на некотором интервале изменения t имеет об-

ратную

функц ю

t = 1(x).

Тогда

 

y = g( 1(x)). Пусть x = (t);

y = g(t) имеют производные, причем xt

 

0.

 

 

По правилу дифференцирования сложной функции,

yx yt tx .

На основании

правила

дифференцирования обратной

функции

 

1

 

 

 

 

 

Д

tx xt ,

поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

yt

при x = (t).

 

 

 

 

 

 

 

xt

 

 

 

 

И

 

Итак, производная параметрически заданной функции имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

 

t

;

 

 

 

 

 

 

 

 

xt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x (t).

Получена формула производной функции, заданной параметрически.

Примеры

1. Пусть функция y, зависящая от x, задана параметрически:

111

x acost;

0 t 2 .

 

y bsint,

 

Найти yx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

yt

 

 

 

bcost

 

 

 

b

 

 

 

Решение. yx

xt

=

 

asint

 

= –

a

ctg t ; x acost .

Получ ли про зводную:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x acost;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

 

 

a

ctg x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

угловой коэффициент k касательной к циклоиде в точке

M0, соответствующей значению параметра t0

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

Решение. Параметрическое уравнение циклоиды имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a(t sint);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y a(1 cost).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Поэтомубy = a sin t;Аx = a (1 – cost);

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

 

 

yt

 

 

 

asint

 

 

 

 

sint

 

 

 

 

 

 

 

=

a(1 cost) = (1 cost).

 

 

xt

Итак, производная циклоиды –

 

 

 

 

И

это функция вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a(t sint);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угловой коэффициент касательной в точке M0 равен значению

yx при t0

=

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

112

 

sin

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2(2 2)

 

2

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =

4

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

=

 

=

=

 

+1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 cos

 

 

1

 

2

 

 

 

2

2

 

 

 

 

4 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =

2+1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Прод фференц ровать неявно заданную функцию

при

 

 

 

 

 

 

 

 

2xy2

x2 y x2 2 0.

Решен е. Прод фференцируем обе части данного уравнения по

 

бА

переменной x, уч тывая

 

 

 

этом, что y

является функцией аргумен-

та х. Получ м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2xy2 x2 y x2 2)x

2y2 4xyy 2xy x2 y 2x 0.

Из этого равенства выразим производную yx :

 

 

 

4xyy x2y 2xy 2y2 2x,

откуда

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

2xy 2y2 2x

 

 

 

 

y

 

 

 

4xy x2 .

И

4. Продифференцировать функцию, заданную параметрически:

 

 

 

 

 

 

x 2cost2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y sint 3t.

 

Решение. Используем правило дифференцирования функции,

заданной параметрически: yx

 

yt

. Получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xt

 

 

113

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cost 3

 

 

 

3 cost

 

 

 

 

yx

(sint 3t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

(2cost

2

 

 

 

 

2( sint

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

) 2t 4tsint

 

 

 

Итак,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 cost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4tsint2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2cost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рифмическогоln y ln(sin x) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с помощью лога-

5.

Найти про зводную функции y (sin x)sin x

Сд фференцирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

Решен

. Дана функция

y (sin x)sin x. Поэтому

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

(ln(sin x)

sin x

 

 

y

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

) ;

 

 

(sin xlnsin x) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y y(cos xlnsin x sin x

cos x

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(sin x)sin x (cos xlnsin x sin x ctg x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

Продифференцируем функциюДy (sin x) иначе. Сначала

преобразуем функцию:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (sin x)

sin x

 

e

ln sin x sinx

 

e

sin x ln sin x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь используем формулу дифференцирования сложной

функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

esin

x ln sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ln sin x (sin xlnsin x)

y (sin x)sin x

x esin

114

=esin x ln sin x (cos xlnsin x sin x cos x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

(sin x)sin x (cosxlnsin x sin x ctg x).

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получили, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(sin x)sin x (cosxlnsin x sin x ctg x).

y (sin x)sin x

 

Задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для самостоятельного решения

1. Прод фференц ровать неявно заданную функцию:

a)

 

 

б

) x2 y3 x2 y x2 1 0;

xy3

4xy

x

2

 

2 0;

 

в)

x

2

y

3

x

2

y x

2

y 0;

г)

3x

2

y

2

x

2

y 3x y 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

2. Продифференцировать функцию, заданную параметрически:

 

 

 

 

 

 

2

5t;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

t 3;

a)

x 2t

 

 

 

 

 

 

б)

x 2t

 

 

 

 

 

 

2 4t4 1;

 

 

 

 

 

 

4t3;

 

y 3t

 

 

y t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

2

6t;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

;

 

 

в)

x 2t

 

 

 

 

 

 

г)

x 2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3t

.

 

y 2t 3t

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

3. Найти производную показательно-степенной функции с по-

мощью логарифмического дифференцирования:

 

 

 

 

 

 

 

a)

y (cosx)sin x ;

 

 

б) y (cosx)x ;

в)

y (sin x)

cos x

;

 

 

 

г)

Иln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (sin x) .

4. Исходя из определения производной, найти f

 

 

(0):

115