Похідна. Фізичний і
геометричний зміст похідної.
Підготували учні
Ільюх С. М.
Похідна та диференційованість функції
Функція f має в точці x похідну:

f ' ( x) = lim
∆x →0

∆f ( x )
∆x

Фізичний зміст похідної:

Геометричний зміст похідної:

∆ (t )
S
υ(t ) = lim
∆→
t 0
∆
t

k = tgλ = f ' ( x0 )

Функція f диференційована
в точці x:

∆f ( x) = A( x)∆x + a( x; ∆x) ∆x,
lim a( x; ∆x) = 0, A( x) ∈ R

∆x → 0

Функція f неперервна в точці x
Арифметичні операції над
диференційованими функціями u I v:
v:

(u ± v)' = u '±v' ,

(uv)' = u ' v + uv' ,

 u  u ' v − uv'
.
 ' =
v2
v

Похідна складеної функції y=f(u),
u=ф(x):
u=ф

y

x

'=

y '⋅u
u

x

'

Похідна оберненої функції x=ф(y):
x=ф
ϕ' ( y ) =

1
f ' ( x)

Таблиця похідних
Похідні вищого порядку:

n)
( =(
Ільюхf (С.x)М.f ( n−1) ( x))' , n = 2,3...
В чому полягає суть
фізичного та
геометричного змісту
похідної та як його
використовувати в
математичних
задачах?
Ільюх С. М.
Ми були об'єднані в групи
НАУКОВЦІ ІІ

НАУКОВЦІ І

ЕКСПЕРТИ

ДОСЛІДНИКИ
Ільюх С. М.
(група науковців І)
Ільюх С. М.
І.Ньютон сформулював дві основні
проблеми математичного аналізу:
1). Довжина шляху, який долається, є
постійною(тобто в будь-який
момент часу); необхідно знайти
швидкість руху у пропонований час;
2). Швидкість руху постійно дана;
необхідно знайти довжину
пройденого у запропонований час
шляху.
Ільюх С. М.
1). Задача про миттєву швидкість:

V ( t ) = S ′(t )
2). Задача про знаходження змінного
струму, який проходить по провіднику:

Ільюх С. М.
3). Друга похідна:

(t)

Ільюх С. М.
4). Приклад:

Ільюх С. М.
Висновок:

Ільюх С. М.
(ГРУПА ДОСЛІДНИКІВ)

Ільюх С. М.
під редакцією М.І.Сканаві.

Ільюх С. М.
Задача 15.120.
Тіло масою m0 рухається прямолінійно
за законом
S(t)= αt +βt+ λ
α, β, λ –сталі
Довести, що сила яка діє на тіло стала
2

Ільюх С. М.
Доведення:
F=m0a
a(t)=V’(t)=S”(t);
S’(t)=(αt2+ βt+ λ)’=2αt+β;
a(t)=S”(t)=(2αt+ β)’=2α;
a(t)=2α,
α=const;
Ільюх С. М.
Сила, що діє на тіло – стала.
Ільюх С. М.
Задача 15.121
Тіло масою m0 рухається прямолінійно за
законом S (t ) = 2

2t − 1

Довести, що сила, яка діє на тіло,
пропорційна кубу пройденого шляху.

Ільюх С. М.
Доведення
F=m0a;

Ільюх С. М.
Сила, що діє на тіло, пропорційна
кубу пройденого шляху.

Ільюх С. М.
( група науковців ІІ)
Ільюх С. М.
дотична

M

січна

N

Ільюх С. М.

Дотичною до кривої в
даній точці M,
називається граничне
положення січної MN,
коли точка N прямує
вздовж кривої до
точкиM.
y

f ' ( x0 ) = tgα
k-кутовий коефіцієнт

k = tgα = f ' ( x0 )

f ( x0 + ∆x)

f ( x0 )

y = f ( x0 ) + f ' ( x0 )( x − x0 )
рівняння дотичної до графіка функції
в точці з абсцисою x0.

∆x
∆x

x0

x0 + ∆x

x

y = f (x)

 arctgk , якщо k ≥ 0 
α =

π − arctgk , якщо k < 0
Ільюх С. М.

∆y
геометричного змісту похідної
(ГРУПА ДОСЛІДНИКІВ)

Ільюх С. М.
Ільюх С. М.
1) Обчисліть f ' (1) , якщо кут між дотичною
проведеної до графіка функції y = f (x) у точці
з абсцисою x0 = 1 і додатнім напрямом осі OX,
дорівнює 30 0.

Розв’язання

3
f ' (1) = tg 30 =
3
0

Ільюх С. М.
2) До графіка функції y = −0,5 x проведено
дотичну у точці з абсцисою x0 = 3 . Обчисліть
тангенс кута нахилу дотичної до додатнього
напрямку осі абсциса.
2

Розв’язання

f ' (3) = −3;
f ' ( x0 ) = tgα ⇒ tgα = −3.

Ільюх С. М.
3) На малюнку зображено графік функції
і дотичну до нього в точці з
x0
абсцисою y .
Знайти значення

y = f (x)

f ' ( x0 )

y = f (x)

Розв’язання

f ' ( x0 ) = tgα ,

1

x0

1

x

α =135 ,
0

−tg 45 =− .
1
0

Ільюх С. М.
4) На малюнку зображений графік функції y = f (x) та дотичні до нього в точках

f ' ( x1 ) + f ' ( x2 )

x2
. Користуючись геометричним змістом похідної, знайдіть
y

.

Розв’язання
f ' ( x1 ) = tg 450 = 1;
f ' ( x2 ) = tg 0 = 0;
0

f ' ( x1 ) + f ' ( x2 ) = 1
0
x2 45

0

x1

Ільюх С. М.

x

x1
5) Знайдіть, при яких значеннях параметра а
дотична до графіка функції y = x 3 + ax 2 у точці
з абсцисою x0 = −1 проходить через точку
N(3;4).
Розв’язання
y = f ( x0 ) + f ' ( x0 )( x − x0 );
f ( x0 ) = −1 + a;
f ' ( x) = 3 x 2 + 2ax;
f ' (−1) = 3 − 2a;
y = −1 + a + (3 − 2a )( x + 1)
y = (3 − 2a ) x − a + 2,
т.N ∈ y ⇒ 4 = (3 − 2a )3 − a + 2,
a = 1.
Ільюх С. М.
Висновки групи
експертів
Ільюх С. М.
y1=k1x +b1,
<=> k1=k2, <=> y1IIy2
y2=k2x +b2,

Ільюх С. М.
y1=k1x +b1,
<=> k1·k2= -1, <=> y1 I y2
y2=k2x +b2,

Ільюх С. М.
Задача 1
На параболі y= 4- X вибрано дві
точки з абсцисами x= -1 і x=3. Через ці
точки проведено січну. Знайти рівняння
дотичної до параболи, яка паралельна
січній.

Ільюх С. М.
Розв'язання
1) y = kx + b – рівняння січної
Дана січна проходить через точки :
(-1;3), (3;-5)
Складаємо рівняння січної:
3 = -k + b;
8= -4k,
-5 =3k + b;
k= -2, то b=1
y= -2x +1 – рівняння січної
Ільюх С. М.
2)y=f(x0) + f '(x0)(x-x0) – рівняння
дотичної
f(x0)=4 - x02;
f '(x0)= -2x0;
y =4- x02 - 2x0(x-x0),
y = -2x0x +x02 + 4,

Ільюх С. М.
3) y1=kx +b1, y2=k2x +b2,
k1=k2 <=> y1||y2
4)За умовою паралельності прямих,
маємо :
-2x0= -2
x0=1.
Отже, y = -2x-3 - шукане рівняння
дотичної.
Ільюх С. М.
Задача 2
Записати рівняння дотичної до
графіка функції f(x)= -x2+4, яка
перпендикулярна до прямої x-2y+2=0.

Ільюх С. М.
Розв'язання
y = f(x0) +f '(x0)(x-x0),
f (x0) = -x02+4,
f '(x0) = -2x0,
y= -x02 +4 - 2x0(x-x0),
y= -2x0x +x02 +4 - рівняння дотичної
y= 0,5x +1 - рівняння прямої
перпендикулярної до дотичної

Ільюх С. М.
y1=k1x +b1 і y2=k2 +b2
k1· k2= -1<=>y1 I y2

Ільюх С. М.
За умовою перпендикулярності
прямих маємо :
якщо k1= -2x0, k2=0,5,то -2x0·0,5= -1,x0=1.
Отже, y= -2x+5 - шукане рівняння
дотичної

Ільюх С. М.
Задача 3
Знайти величину кута між двома
дотичними проведеними з точки (0;-1)
до графіка функції y=x2.

Ільюх С. М.
Задача 4
Знайти площу трикутника, утвореного
бісектрисами координатних кутів і дотичної
до кривої y= в точці М(3;2)

Ільюх С. М.

090 похідна

  • 1.
    Похідна. Фізичний і геометричнийзміст похідної. Підготували учні Ільюх С. М.
  • 2.
    Похідна та диференційованістьфункції Функція f має в точці x похідну: f ' ( x) = lim ∆x →0 ∆f ( x ) ∆x Фізичний зміст похідної: Геометричний зміст похідної: ∆ (t ) S υ(t ) = lim ∆→ t 0 ∆ t k = tgλ = f ' ( x0 ) Функція f диференційована в точці x: ∆f ( x) = A( x)∆x + a( x; ∆x) ∆x, lim a( x; ∆x) = 0, A( x) ∈ R ∆x → 0 Функція f неперервна в точці x Арифметичні операції над диференційованими функціями u I v: v: (u ± v)' = u '±v' , (uv)' = u ' v + uv' ,  u  u ' v − uv' .  ' = v2 v Похідна складеної функції y=f(u), u=ф(x): u=ф y x '= y '⋅u u x ' Похідна оберненої функції x=ф(y): x=ф ϕ' ( y ) = 1 f ' ( x) Таблиця похідних Похідні вищого порядку: n) ( =( Ільюхf (С.x)М.f ( n−1) ( x))' , n = 2,3...
  • 3.
    В чому полягаєсуть фізичного та геометричного змісту похідної та як його використовувати в математичних задачах? Ільюх С. М.
  • 4.
    Ми були об'єднанів групи НАУКОВЦІ ІІ НАУКОВЦІ І ЕКСПЕРТИ ДОСЛІДНИКИ Ільюх С. М.
  • 5.
  • 6.
    І.Ньютон сформулював двіосновні проблеми математичного аналізу: 1). Довжина шляху, який долається, є постійною(тобто в будь-який момент часу); необхідно знайти швидкість руху у пропонований час; 2). Швидкість руху постійно дана; необхідно знайти довжину пройденого у запропонований час шляху. Ільюх С. М.
  • 7.
    1). Задача промиттєву швидкість: V ( t ) = S ′(t ) 2). Задача про знаходження змінного струму, який проходить по провіднику: Ільюх С. М.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Задача 15.120. Тіло масоюm0 рухається прямолінійно за законом S(t)= αt +βt+ λ α, β, λ –сталі Довести, що сила яка діє на тіло стала 2 Ільюх С. М.
  • 14.
  • 15.
    Сила, що дієна тіло – стала. Ільюх С. М.
  • 16.
    Задача 15.121 Тіло масоюm0 рухається прямолінійно за законом S (t ) = 2 2t − 1 Довести, що сила, яка діє на тіло, пропорційна кубу пройденого шляху. Ільюх С. М.
  • 17.
  • 18.
    Сила, що дієна тіло, пропорційна кубу пройденого шляху. Ільюх С. М.
  • 19.
    ( група науковцівІІ) Ільюх С. М.
  • 20.
    дотична M січна N Ільюх С. М. Дотичноюдо кривої в даній точці M, називається граничне положення січної MN, коли точка N прямує вздовж кривої до точкиM.
  • 21.
    y f ' (x0 ) = tgα k-кутовий коефіцієнт k = tgα = f ' ( x0 ) f ( x0 + ∆x) f ( x0 ) y = f ( x0 ) + f ' ( x0 )( x − x0 ) рівняння дотичної до графіка функції в точці з абсцисою x0. ∆x ∆x x0 x0 + ∆x x y = f (x)  arctgk , якщо k ≥ 0  α =  π − arctgk , якщо k < 0 Ільюх С. М. ∆y
  • 22.
  • 23.
  • 24.
    1) Обчисліть f' (1) , якщо кут між дотичною проведеної до графіка функції y = f (x) у точці з абсцисою x0 = 1 і додатнім напрямом осі OX, дорівнює 30 0. Розв’язання 3 f ' (1) = tg 30 = 3 0 Ільюх С. М.
  • 25.
    2) До графікафункції y = −0,5 x проведено дотичну у точці з абсцисою x0 = 3 . Обчисліть тангенс кута нахилу дотичної до додатнього напрямку осі абсциса. 2 Розв’язання f ' (3) = −3; f ' ( x0 ) = tgα ⇒ tgα = −3. Ільюх С. М.
  • 26.
    3) На малюнкузображено графік функції і дотичну до нього в точці з x0 абсцисою y . Знайти значення y = f (x) f ' ( x0 ) y = f (x) Розв’язання f ' ( x0 ) = tgα , 1 x0 1 x α =135 , 0 −tg 45 =− . 1 0 Ільюх С. М.
  • 27.
    4) На малюнкузображений графік функції y = f (x) та дотичні до нього в точках f ' ( x1 ) + f ' ( x2 ) x2 . Користуючись геометричним змістом похідної, знайдіть y . Розв’язання f ' ( x1 ) = tg 450 = 1; f ' ( x2 ) = tg 0 = 0; 0 f ' ( x1 ) + f ' ( x2 ) = 1 0 x2 45 0 x1 Ільюх С. М. x x1
  • 28.
    5) Знайдіть, прияких значеннях параметра а дотична до графіка функції y = x 3 + ax 2 у точці з абсцисою x0 = −1 проходить через точку N(3;4). Розв’язання y = f ( x0 ) + f ' ( x0 )( x − x0 ); f ( x0 ) = −1 + a; f ' ( x) = 3 x 2 + 2ax; f ' (−1) = 3 − 2a; y = −1 + a + (3 − 2a )( x + 1) y = (3 − 2a ) x − a + 2, т.N ∈ y ⇒ 4 = (3 − 2a )3 − a + 2, a = 1. Ільюх С. М.
  • 29.
  • 30.
    y1=k1x +b1, <=> k1=k2,<=> y1IIy2 y2=k2x +b2, Ільюх С. М.
  • 31.
    y1=k1x +b1, <=> k1·k2=-1, <=> y1 I y2 y2=k2x +b2, Ільюх С. М.
  • 32.
    Задача 1 На параболіy= 4- X вибрано дві точки з абсцисами x= -1 і x=3. Через ці точки проведено січну. Знайти рівняння дотичної до параболи, яка паралельна січній. Ільюх С. М.
  • 33.
    Розв'язання 1) y =kx + b – рівняння січної Дана січна проходить через точки : (-1;3), (3;-5) Складаємо рівняння січної: 3 = -k + b; 8= -4k, -5 =3k + b; k= -2, то b=1 y= -2x +1 – рівняння січної Ільюх С. М.
  • 34.
    2)y=f(x0) + f'(x0)(x-x0) – рівняння дотичної f(x0)=4 - x02; f '(x0)= -2x0; y =4- x02 - 2x0(x-x0), y = -2x0x +x02 + 4, Ільюх С. М.
  • 35.
    3) y1=kx +b1,y2=k2x +b2, k1=k2 <=> y1||y2 4)За умовою паралельності прямих, маємо : -2x0= -2 x0=1. Отже, y = -2x-3 - шукане рівняння дотичної. Ільюх С. М.
  • 36.
    Задача 2 Записати рівняннядотичної до графіка функції f(x)= -x2+4, яка перпендикулярна до прямої x-2y+2=0. Ільюх С. М.
  • 37.
    Розв'язання y = f(x0)+f '(x0)(x-x0), f (x0) = -x02+4, f '(x0) = -2x0, y= -x02 +4 - 2x0(x-x0), y= -2x0x +x02 +4 - рівняння дотичної y= 0,5x +1 - рівняння прямої перпендикулярної до дотичної Ільюх С. М.
  • 38.
    y1=k1x +b1 іy2=k2 +b2 k1· k2= -1<=>y1 I y2 Ільюх С. М.
  • 39.
    За умовою перпендикулярності прямихмаємо : якщо k1= -2x0, k2=0,5,то -2x0·0,5= -1,x0=1. Отже, y= -2x+5 - шукане рівняння дотичної Ільюх С. М.
  • 40.
    Задача 3 Знайти величинукута між двома дотичними проведеними з точки (0;-1) до графіка функції y=x2. Ільюх С. М.
  • 41.
    Задача 4 Знайти площутрикутника, утвореного бісектрисами координатних кутів і дотичної до кривої y= в точці М(3;2) Ільюх С. М.