ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
Augstāku kārtu atvasinājumi un
                    diferenciāļi
y’ = f’(x) – pirmās kārtas atvasinājums
y’’ = (y’)’ = (f’(x))’ = f’’(x)
y’’’ = (y’’)’ = (f’’(x))’ = f’’’(x)
y(n) = (y(n – 1))’ = (f(n – 1)(x)); = f(n)(x)

Otrās kārtas atvasinājumu apzīmē y’’, f’’(x) vai
                                                d2y
                                                dx 2
Otrās kārtas atvasinājums mehāniskā
                        interpretācija
X = x(t) – materiāla punkta taisnvirziena kustības
  likums
Funkcijas x(t) atvasinājums x’(t) = v(t) – punkta
  momentānais ātrums, laika funkcija
 v = v(t + t) – v(t) – momentānā ātruma
  pieaugums laika intervālā t
  y
      avid materiālā punkta vidējais
  t         paātrinājums intervālā t
Otrās kārtas atvasinājums mehāniskā
                        interpretācija
Materiāla punkta paātrinājums a laika momentā t ir
 vidējā paātrinājums robeža, kad t 0

                                       v
         a    lim a
                t   0
                        vid   lim
                               t   0   t
                                           vt '
Tā kā v = xt’, tad a = vt’ = (xt’)t’ = xtt’’
Ja x = x(t) ir materiāla punkta taisnvirziena kustības
  likums, tad punkta momentānais ātrums ir
  funkcijas x(t) otrās kārtas atvasinājums
FUNKCIJU PĒTĪŠANA
1. Noteikt funkcijas definīcijas apgabalu,
   pārtraukuma punktus un nepārtrauktības
   intervālus.
2. Noteikt funkcijas paritāti, un vai funkcija ir
   periodiska.
3. Noteikt grafika krustpunktus ar koordinātu
   asīm un intervālus, kuros funkcija ir pozitīva,
   kuros ir negatīva.
4. Noteikt funkcijas monotonitātes intervālus un
   ekstrēmus.
5. Noteikt funkcijas grafika izliekuma un
   ieliekuma intervālus, kā arī pārliekuma
   punktu koordinātas.
6. Atrast funkcijas grafika asimptotas.
3
            x
y           2
        x           1
Pārtraukuma punkti: x = 1

Definīcijas apgabals: x                         (- ; -1)       (-1; 1)     (1; + )

        Dotā funkcija ir nepāra.
                                3                   3              3
                            x                   x              x
    f       x               2               2                  2
                                                                           f x
                        x           1   x           1      x           1
        Grafiks simetrisks pret koordinātu sākumpunktu
Funkcijas grafika krustpunkts ar Ox asi (0; 0).
    Funkcijas grafika krustpunkts ar Oy asi (0; 0).
x            (- ; -1)    (-1; 0)     (0; 1)      (1; + )
y            -           +           -           +
             Negatīvas   Pozitīvas   Negatīvas   Pozitīvas
             vērtības    vērtības    vērtības    vērtības
3
              x
y             2
          x           1
           x3 ' x 2 1             x3 x 2 1 '              3x 2 x 2 1                   x3 2 x
    y'                                2                                            2
                              2                                            2
                          x       1                                    x       1
         3x 4 3x 2 2 x 4                  x 4 3x 2        x2 x2 3
                  2       2                   2       2        2       2
              x       1                   x       1        x       1

                  2   2                                                        2        2
              x x 3 0                                                          x 1   0
                x2 0                              x2 3 0                       x2 1 0
                      x       0                   x        3                    x           1
x      (- ; - 3) - 3 (- 3; -1)      -1     (-1; 0)
    y’         -      0      +       Neeksistē    +
    y         ↘      min    ↗       Pārtraukta   ↗
                     3 3
                      2
x        0    (0; 1)     1       (1; 3)     3 ( 3; + )
y’ 0           -    Neeksistē     -      0       +
y max          ↘    Pārtraukta    ↘     min      ↗
   0
                                        3 3
                                         2
x   3
                                                 x 4 3x 2
y                                   y'                           2
             2                                       2
         x           1                           x           1

                     4         2             2           2               4           2            2        2
                 x        3x        ' x              1               x       3x               x        1       '
    y'                                                                   4
                                                             2
                                                         x           1
                 3                      2        2
         4x               6x        x        1               x 4 3x 2 2 x 2 1 x 2 '
                                                             2           4
                                                         x       1
             2                  3                        2                       4            2
         x               1 4x               6x       x           1           x           3x           2 2x
                                                         2           4
                                                     x           1
x   3
                                            x 4 3x 2
y                            y'                                 2
          2                                         2
      x               1                         x           1
    x 2 1 4 x3 6 x                      x2 1                    x 4 3x 2 4 x
                                        2               4
                                    x           1
     4 x3 6 x              x2 1                     x 4 3x 2 4 x
                                2               3
                            x               1
     4 x 5 4 x 3 6 x 3 6 x 4 x 5 12 x 3
                                2               3
                            x               1
          3                         2
     2x               6x   2x x                 3
          2            3        2               3
      x           1         x           1
x   3
                                        x 4 3x 2
y                                  y'                   2
               2                            2
           x           1                x           1

               2x x2 3
    y' '                       3
                       2
                   x       1

               2       2                                        2    3
           x x 3 0                                              x 1  0
              2                                 2                2
             x 0                            x           3 0     x 1 0
                       x   0                    x2          3    x       1
x (- ; -1)     -1      (-1; 0)      0       (0; 1)     1       (1; + )
y     -                  +          0         -                  +
             Pārtrau             Pārlieku            Pārtrau
              kuma                 ma                 kuma
             punkts              punkts              punkts
Funkcijas vertikālās asimptotas ir x = -1 un x = 1.
 Slīpā asimptota y = kx +3b
                         x
                                           3
          f x            2
                       x 1               x
k lim            lim x lim x x 2 1
     x     x      x            x
                                  3
                                 x
             3
         x                       x 3                1
 lim x
  x
         3
                 x   lim x
                     x
                             3
                                       x     lim
                                             x       1
                                                         1
                             3           3
                                                   1 2
                         x             x             x
3
                                            x
b       lim
        x
                f x      kx   lim
                                x       x   2
                                                    1
                                                            x

                                                                            x
                x3       x3 x                           x                   x2
    lim
    x       x   2
                     1   x2 1       lim x
                                    x
                                                    2
                                                            1   lim x
                                                                x
                                                                        2
                                                                                 1
                                                                                       0
                                                                        2          2
                                                                    x            x
    Slīpā asimptota y = kx + b
    k=1        b=0
    Slīpā asimptota y = x
TEILORA FORMULA
2              n
Dots polinoms: Pn x          a0   a1 x a2 x       ... an x

                                     2                           n
Pn x     A0   A1 x x0    A2 x x0         ... An x x0

Ja x = x0, tad Pn(x0) = A0
                                         2                           n 1
Pn ' x   A1 2 A2 x x0         3A3 x x0 ... nAn x x0
Ja x = x0, tad Pn’(x0) = A1
2              n
Dots polinoms: Pn x       a0   a1 x a2 x       ... an x
                                                              n 2
Pn ' ' x   1 2 A2 2 3A3 x x0 ...      n 1 nAn x x0
 Ja x = x0, tad Pn’’(x0) = 1∙2A2
 Ja x = x0, tad Pn’’’(x0) = 1∙2∙3A3
 Ja x = x0, tad Pn(n)(x0) = 1∙2∙3 ∙ … ∙ nAn=n! ∙An
                n
           Pn        x0
    An
                n!
Teilora formula n-tās pakāpes polinomam
          Pn(x) pēc binoma x – x0 pakāpēm

                                               2              n
Dots polinoms: Pn x         a0     a1 x a2 x       ... an x

                    P 'n x0           P ' 'n x0          2
Pn x        Pn x0           x x0                x x0              ...
                        1!                 2!
       n
 Pn         x0          n
                 x x0
       n!
                                   Teilora koeficienti
Teilora formula polinomam
P3(x) = 5 + 3x - 2x2 + x3 pēc binoma x - 2
                                    2           3
 P3 x    5 3x 2 x                           x       P3 2         11
                                        2
  P3 ' x 3 4 x 3x                                   P3 ' 2           7
    P3 ' ' x 4 6x                                   P3 ' ' 2         9
        P3 ' ' ' x              6                   P3 ' ' ' 2       6
            2           3          7                 8           2       6      3
5 3x 2 x            x           11    x 2               x 2                 x 2
                                   1!                2!                  3!
                2           3                                    2             3
 5 3x 2 x            x              11 7 x 2         4x 2                x 2
Teilora formula funkcijai
                             n
f x       Pn x    o x x0 ,          x        x0

                  f ' x0                f ' ' x0        2
f x       f x0           x x0                    x x0       ...
                     1!                     2!
      n
 f      x0          n
           x x0           Rn x   Atlikuma loceklis jeb
      n!                         n-tais atlikums
                                    n
      Rn x0      R'n x0    ... Rn       x0        0
Ja x0 = 0, tad Teilora formulu sauc par Maklorena formulu

                                    f' 0      f '' 0 2
         f x            f 0              x           x ...
                                     1!         2!
                  n
          f            0        n
                            x       Rn x
                  n!
                      n 1
              f      c n1                              Atlikuma loceklis
  Rn x                 x ,                   0 c   x   Lagranža formā
                  n 1!
Teilora formula svarīgākajām
elementārajām funkcijām
               x   Uzrakstīt Teilora formulu un
   f x     e       aprēķināt ar precizitāti 0,001
  f x     sin x
  f x     cos x
f x      ln 1 x
f x       1 x

More Related Content

1.augstāku kārtu atvasinājumi un diferenciāļi

  • 1. Augstāku kārtu atvasinājumi un diferenciāļi
  • 2. y’ = f’(x) – pirmās kārtas atvasinājums y’’ = (y’)’ = (f’(x))’ = f’’(x) y’’’ = (y’’)’ = (f’’(x))’ = f’’’(x) y(n) = (y(n – 1))’ = (f(n – 1)(x)); = f(n)(x) Otrās kārtas atvasinājumu apzīmē y’’, f’’(x) vai d2y dx 2
  • 3. Otrās kārtas atvasinājums mehāniskā interpretācija X = x(t) – materiāla punkta taisnvirziena kustības likums Funkcijas x(t) atvasinājums x’(t) = v(t) – punkta momentānais ātrums, laika funkcija v = v(t + t) – v(t) – momentānā ātruma pieaugums laika intervālā t y avid materiālā punkta vidējais t paātrinājums intervālā t
  • 4. Otrās kārtas atvasinājums mehāniskā interpretācija Materiāla punkta paātrinājums a laika momentā t ir vidējā paātrinājums robeža, kad t 0 v a lim a t 0 vid lim t 0 t vt ' Tā kā v = xt’, tad a = vt’ = (xt’)t’ = xtt’’ Ja x = x(t) ir materiāla punkta taisnvirziena kustības likums, tad punkta momentānais ātrums ir funkcijas x(t) otrās kārtas atvasinājums
  • 6. 1. Noteikt funkcijas definīcijas apgabalu, pārtraukuma punktus un nepārtrauktības intervālus. 2. Noteikt funkcijas paritāti, un vai funkcija ir periodiska. 3. Noteikt grafika krustpunktus ar koordinātu asīm un intervālus, kuros funkcija ir pozitīva, kuros ir negatīva.
  • 7. 4. Noteikt funkcijas monotonitātes intervālus un ekstrēmus. 5. Noteikt funkcijas grafika izliekuma un ieliekuma intervālus, kā arī pārliekuma punktu koordinātas. 6. Atrast funkcijas grafika asimptotas.
  • 8. 3 x y 2 x 1 Pārtraukuma punkti: x = 1 Definīcijas apgabals: x (- ; -1) (-1; 1) (1; + ) Dotā funkcija ir nepāra. 3 3 3 x x x f x 2 2 2 f x x 1 x 1 x 1 Grafiks simetrisks pret koordinātu sākumpunktu
  • 9. Funkcijas grafika krustpunkts ar Ox asi (0; 0). Funkcijas grafika krustpunkts ar Oy asi (0; 0). x (- ; -1) (-1; 0) (0; 1) (1; + ) y - + - + Negatīvas Pozitīvas Negatīvas Pozitīvas vērtības vērtības vērtības vērtības
  • 10. 3 x y 2 x 1 x3 ' x 2 1 x3 x 2 1 ' 3x 2 x 2 1 x3 2 x y' 2 2 2 2 x 1 x 1 3x 4 3x 2 2 x 4 x 4 3x 2 x2 x2 3 2 2 2 2 2 2 x 1 x 1 x 1 2 2 2 2 x x 3 0 x 1 0 x2 0 x2 3 0 x2 1 0 x 0 x 3 x 1
  • 11. x (- ; - 3) - 3 (- 3; -1) -1 (-1; 0) y’ - 0 + Neeksistē + y ↘ min ↗ Pārtraukta ↗ 3 3 2 x 0 (0; 1) 1 (1; 3) 3 ( 3; + ) y’ 0 - Neeksistē - 0 + y max ↘ Pārtraukta ↘ min ↗ 0 3 3 2
  • 12. x 3 x 4 3x 2 y y' 2 2 2 x 1 x 1 4 2 2 2 4 2 2 2 x 3x ' x 1 x 3x x 1 ' y' 4 2 x 1 3 2 2 4x 6x x 1 x 4 3x 2 2 x 2 1 x 2 ' 2 4 x 1 2 3 2 4 2 x 1 4x 6x x 1 x 3x 2 2x 2 4 x 1
  • 13. x 3 x 4 3x 2 y y' 2 2 2 x 1 x 1 x 2 1 4 x3 6 x x2 1 x 4 3x 2 4 x 2 4 x 1 4 x3 6 x x2 1 x 4 3x 2 4 x 2 3 x 1 4 x 5 4 x 3 6 x 3 6 x 4 x 5 12 x 3 2 3 x 1 3 2 2x 6x 2x x 3 2 3 2 3 x 1 x 1
  • 14. x 3 x 4 3x 2 y y' 2 2 2 x 1 x 1 2x x2 3 y' ' 3 2 x 1 2 2 2 3 x x 3 0 x 1 0 2 2 2 x 0 x 3 0 x 1 0 x 0 x2 3 x 1
  • 15. x (- ; -1) -1 (-1; 0) 0 (0; 1) 1 (1; + ) y - + 0 - + Pārtrau Pārlieku Pārtrau kuma ma kuma punkts punkts punkts
  • 16. Funkcijas vertikālās asimptotas ir x = -1 un x = 1. Slīpā asimptota y = kx +3b x 3 f x 2 x 1 x k lim lim x lim x x 2 1 x x x x 3 x 3 x x 3 1 lim x x 3 x lim x x 3 x lim x 1 1 3 3 1 2 x x x
  • 17. 3 x b lim x f x kx lim x x 2 1 x x x3 x3 x x x2 lim x x 2 1 x2 1 lim x x 2 1 lim x x 2 1 0 2 2 x x Slīpā asimptota y = kx + b k=1 b=0 Slīpā asimptota y = x
  • 19. 2 n Dots polinoms: Pn x a0 a1 x a2 x ... an x 2 n Pn x A0 A1 x x0 A2 x x0 ... An x x0 Ja x = x0, tad Pn(x0) = A0 2 n 1 Pn ' x A1 2 A2 x x0 3A3 x x0 ... nAn x x0 Ja x = x0, tad Pn’(x0) = A1
  • 20. 2 n Dots polinoms: Pn x a0 a1 x a2 x ... an x n 2 Pn ' ' x 1 2 A2 2 3A3 x x0 ... n 1 nAn x x0 Ja x = x0, tad Pn’’(x0) = 1∙2A2 Ja x = x0, tad Pn’’’(x0) = 1∙2∙3A3 Ja x = x0, tad Pn(n)(x0) = 1∙2∙3 ∙ … ∙ nAn=n! ∙An n Pn x0 An n!
  • 21. Teilora formula n-tās pakāpes polinomam Pn(x) pēc binoma x – x0 pakāpēm 2 n Dots polinoms: Pn x a0 a1 x a2 x ... an x P 'n x0 P ' 'n x0 2 Pn x Pn x0 x x0 x x0 ... 1! 2! n Pn x0 n x x0 n! Teilora koeficienti
  • 22. Teilora formula polinomam P3(x) = 5 + 3x - 2x2 + x3 pēc binoma x - 2 2 3 P3 x 5 3x 2 x x P3 2 11 2 P3 ' x 3 4 x 3x P3 ' 2 7 P3 ' ' x 4 6x P3 ' ' 2 9 P3 ' ' ' x 6 P3 ' ' ' 2 6 2 3 7 8 2 6 3 5 3x 2 x x 11 x 2 x 2 x 2 1! 2! 3! 2 3 2 3 5 3x 2 x x 11 7 x 2 4x 2 x 2
  • 23. Teilora formula funkcijai n f x Pn x o x x0 , x x0 f ' x0 f ' ' x0 2 f x f x0 x x0 x x0 ... 1! 2! n f x0 n x x0 Rn x Atlikuma loceklis jeb n! n-tais atlikums n Rn x0 R'n x0 ... Rn x0 0
  • 24. Ja x0 = 0, tad Teilora formulu sauc par Maklorena formulu f' 0 f '' 0 2 f x f 0 x x ... 1! 2! n f 0 n x Rn x n! n 1 f c n1 Atlikuma loceklis Rn x x , 0 c x Lagranža formā n 1!
  • 25. Teilora formula svarīgākajām elementārajām funkcijām x Uzrakstīt Teilora formulu un f x e aprēķināt ar precizitāti 0,001 f x sin x f x cos x f x ln 1 x f x 1 x