=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