Туындылар
Презентация қосу
р і л г ен
ү рд е бе
р л і к т ды сы
а ме т т уы н
П а р ны ң
нк ци я а р м ен
фу н ды л
іт у ы
р ет т лд а р
ры и а
Жоға ифференц я н ың
д у нк ц и
ған ф
а лм а
й қ ы нд н ды сы
А туы
Параметрлік түрде берілген функцияның туындысы
Тәуелсіз айнымалы x пен оның функциясы y-тің тәуелділік бір ғана теңдеу арқылы берілмей , оны ң орнына екі те ңдеу
системасы арқылы , яғни
x (t )
(1)
түрінде берілетін жағдай жиі-жиі кездесіп отырады. (1) формула аргумент х-ті де, функция у-ті де параметр деп аталатын
y (t )
үшінші бір айнымалы t-нің функциясы етіп өрнектейді. Функцияны осылайша аны қтау т әсілін функцияны ң параметрлік
түрде берілуі деп атайды. Егер:
1)x=φ(t) мен y=ψ(t) функцияларының туындылары пен бар және ақырлы, сонымен бірге болса;
2)егер берілген функциясына кері функция бар ж әне оны ң туындысы
онда функциясыны ң да туындысы бар болады ж әне ол туынды мына
формула бойынша табылады:
(t ) (t )
(t ) 0
Шынында, (2) функция x– к
ү (t ) функция, олай болса:
рделі t (x)
dt
(x) та бар болса;
dx
y [ ( x)](2)
dy
dy (t )
dt (3)
dx (t ) dx
dt
y x [ ( x)] ( x)(4)
dt 1
Бірақ, ( x)
dx dx
dt d (t ) dy
dy
Сонда (4) формула мына түрге келеді: dt dt
dx d (t ) dx
dt dt
Дәлелдемекшіміз де осы болатын.
Егер (t ) мен (t ) функцияларыны ң жо ғары ретті а қырлы туындылары бар
болса, дәлелденген (3) формуланың о ң жағы t-нің функциясы екендігін, сол
себепті оның x-тің күрделі функциясы болатынын ескергенде, екінші туынды
d 2 y (t ) dt (t ) (t ) (t ) (t ) 1 (t ) (t ) (t ) (t )
(t ) dx
dx2 (t ) 2 dx (t ) 3
болып шығар еді. dt
3 4
х-тің функциясы у параметрлік түрде берілсе, оның 3 , y4 ,... туындылары да
d y d
осы сияқты есептеліп табылады. dx dx
Мысал. Функция параметрлік x arcsin t , түрде берілсін делік.
Табу керек: dy
y arcsin 1 t
dx
Шешуі.
1 2t
dy (arcsin 1 t 2 ) 1 (1 t 2 ) 2 1 t 2 dy 1, егер0 t 1болса
1 Сонымен бірге
dx (arcsin t ) 1 dx 1, егер 1 t 0болса
1 t 2
Жоғары ретті туындылар мен
дифференциалдар
Қайсыбір ашық Q облысындаu f ( x1 ,..., xn )(1) функциясы берілген. Бұл
функцияның сол облыстың еркін ( x1 , x2 ,..., xn ) Q нүктесінде дербес туындылары
бар болсын. Сонда бұл дербесu x1 , u x2 ,..., u xn туындылары да сол x1 , x2 ,..., xn
айнымалыларының функциялары болады, яғни
u x1 g1 ( x1 ,..., xn ),..., u xn g n ( x1 ,..., xn )(2)
Ендеше , (2) функциялардан да x1 , x2 ,..., xn аргументтері бойынша дербес
туындылар алуға болады, олар берілген (1) функция үшін екінші ретті дербес
туындылар немесе екінші дербес туындылар болады. Берілген (1) функцияның
екінші дербес туындылары былай белгіленеді
f ( x1 ,..., xn ) 2 f ( x1 ,..., xn ) 2 x 2 2
а) немесе 2
, u x1 , f x1 ( x1 ,..., xn )
x1 x1 x12 x1
x1бойынша екінші дифференциалдау деп 2аталады.
f ( x1 ,..., xn ) 2 f ( x1 ,..., xn ) u
б)
немесе x x , u x1 x2 , f x1 x2 ( x1 ,..., xn )
x2 x2 x1 x2 1 2
бірінші рет x1 бойынща, екінші x2 бойынща дифференциалдау,
f ( x1 ,..., xn ) f ( x1 ,..., xn ) 2u
в) x x
x x
немесе x x , u x2 x1 , f x2 x1 ( x1 ,..., xn )
1 2 2 1 2 1
бірінші рет x
, екінші рет
2 x1 дифференциалдау,
бойынша
г) f ( x1 ,..., xn ) 2 f ( x1 ,...,
немесе
xn ) 2u 2 2
, u x2 , f x2 ( x1 ,..., xn )
x2 x2 x22 x22
бойынша екі рет дифференциалдау деп аталады.
x2 Көп аргумент функцияларының үшінші, төртінші, жалпы s-інші ретті дербес туындылар ұғымы да
осылайша енгізіледі.
деген жазылыс бойынша s рет дербес туындыны табу, ал
s f ( x1 ,..., xn )
q рет xk
бойынша r рет бойынша туынды табу деген сөз (мұндағы
xks
p=q+r)
p
f ( x1 ,..., xn )
Мысал. функциясы берілсе,
x2q xnr
x2 xn
z x 4 cos y
z 2 2 z
4 x cos y , 4 x 3 sin y
x x y
2 z 2 z
12 x cos y , x 4 sin y
x
болады. y
2 z 4 2 z
x cos y , 4 x 3 sin y
y y x
3 z
12 x 2 sin y
y x
Егер u f ( x1 ,..., xфункциясыны
n) ң қайсыбір Q облысында үзіліссіз дербес
дифференциалдары бар болса, оның сол облыста толы қ дифференциалы
u u (мұндағы белгілі. Демек, толы қ
du dx1 ... dxn x1 x1 ,..., болатыны
dxn )
x1 xn
дифференциал -да -лерді ң функциясы болатыны даусыз. Ендеше
du x1 , x2 ,..., xn
толық дифференциал -дан дифференциал табуға болады және ол функция
-тің екіншіduретті дифференциалы немесе екінші дифференциалы деп
u f ( x1да,
аталады ,..., xn ) түрінде белгіленеді. Сөйтіп анықтама бойынша
d 2u
u u
d 2u d ( du ) d dx1 ... dxn
x1 xn
u u
d dx1 ... d dxn
x
1 x1
2u 2u 2u 2u
2 dx1 ... dxn dx1 ... dx1 ... 2 dxn dxn
x1 функцияның
Көп аргумент x1ү шінші,
xn xn дифференциалдары
т өртінші, т.т ретті x1 xn да екінші
дифференциал ға2uұқсас2
түрде енгізіледі.
2u 2 2u 2u
2 dx1 ... 2 dxn 2 dx1dx2 ... 2 dxn 1dxn
Егер - xретті
дифференциал
x n бар
x1 xболса,
k-ретті дифференциал
x n 1 x n
(k 1) d k 1u d k 1u
k k 1
дифференциалының толық дифференциалы болады, яғниd u d (d u ) k-ретті
дербес туындыларының бар және үзіліссіз болуы k-ретті дифференциалдың бар
болуының кепілі болып табылады. Кейде жоғары ретті дифференциалдарды ң
жазылысын жеңілдету мақсатында мынадай символдық жазылыста жиі
қолданылады:
а) Бірінші дифференциал мына түрде жазылады: du
x 1x ... dx n u
1 xn
б) Екінші дифференциал d u
x dx1 ... dx n u
1 xn
k
k
в) Жалпы түрде k-шы дифференциал d u x dx1 ... x dxn u (1)
1 n
Мысал.
2 3
Берілген u x y xy функциясының дифференциалдары du , d u , d u -ларды
табу керек
u u 2u 2u
Шешуі: 1 y , 1 x, 1
x y x y y x
2u 2u 3u 3u 3u
0, 0, 0
x 2 y 2 x 3 x y 2 y 3
Демек,
du (1 y )dx (1 x)dy
d 2u 2dxdy, d 3u 0
Айқындалмаған функцияның туындысы
Теңдеу f ( x, y ) 0(1) айқындалмаған функцияy f (x ) -ті аны қтайды
деп жорылық. Сонда функция F ( x, y ) нольге теңбе-тең күрделі функция
болып шығады. (1) теңдеуден анықталатын айқындалмаған функция үшін
Теорема.Егер F ( x, y ) функциясы:
а) центрі x0 , y0 нүктесіндегі Q x0 a, x0 a; y0 b, y0 b тікб ұрышында
анықталған және үзіліссіз;
б)бұл Q тікбұрышында дербес туындылар Fx пенFy бар және үзіліссіз;
Олай болса, туынды y f (x) -ті табу үшін күрделі функциянытуындылау әдісін
қолданамыз, яғни (1) теңдеудің сол жағын x-тің күрделі функциясы деп қарап,
туындылау нәтижесінде мына теңдікке келеміз:
Fx ( x, y ) Fy ( x, y ) y 0(2)
Мұнан Fy ( x, y ) 0 екенін ескерсек,
Fx ( x, y )
y x (3)
Fy ( x, y )
формула шығады.
Егер функция F ( x, y ) үзіліссіз екінші ретті дербес туындылары бар болса,
онда (3) теңдіктің екі жағын туындылап мына формуланы аламыз:
F F y F 2 F F y F
x2 xy x y xy y2 x x
y
x2
Fy 2
Fx Fx
F
xy
F
F F
F
F
y2
F x y2 xy
F y
y y
(4)
Fy
2 2
2 Fx Fy Fxy
Fy Fx
2 Fx Fy 2
.
Fy
Ал функциясының үшінші ретті үзіліссіз дербес туындылары болса,
F ( x , y )
алдыңғыға ұқсас үшінші туынды -ті табамыз. Сөйтіп, функциясыны ң s
y
реттіге дейінгі үзіліссіз туындыларыx(3s ретті де соның ішінде) F (бар
x, yболуы
) (1)
теңдеумен анықталатын айқындалмаған функцияның да – s ретті туындысы бар
және үзіліссіз болатындығын қамтамасыз етеді.
Мысал. Айқындалмаған функция теңдеуімен берілген,
болатын х-тің мәнін табу керек. x 3 y 3 3axy 0 y x 0
Шешуі: Берілген теңдеуді туындыласақ,
Ал біз х-тің болатын мәнін іздеп отырамыз. 3 x 2 3Демек,
y 2 y со
3ayңғ ы3те
axңyдеу
мына
0 те ңдеуге
ауысады:
y x 0
мұнан у-тің осы мәнін берілген теңдеуге апарып қойсақ,
2 x2
3 x 3ay 0 y
a
x
x 3 3 3 x 3 0 x 3 ( x 2 2a 3 ) 0 x a 2a
a
Есептер
№1
Берілгені Табу керек Жауабы:
x a cos3 t d2y b
; ?
y b sin t dx 2
3a 2 cos 4 t sin t
№2
Берілгені Табу керек Жауабы:
y 6y 2 4
z ; d 2z ? dx 3 dxdy
№3 x 2 4
x x
Берілгені Табу керек Жауабы:
u xyz;
№4 d 3u ? 6dxdydz
Берілгені Табу керек Жауабы:
a№5
x y
x y 0 dy
?
x ln a y
Берілгені Табу
dxкерек Жауабы:
x ln(ax)
dy x c
2 2
x y x y c 2 2
?
dx y x2 y2 x2 y2
Сұрақтар
1. Функцияның параметрлік түрде берілуі дегеніміз не?
2. Екінші ретті дербес туындылар дегеніміз не?
3. Екінші ретті дифференциал дегеніміз не?
4. Айқындалмаған функцияның туындысы дегеніміз не?
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz