I. Podstawowe definicje.
Po tym dość długim bardzo intuicyjnym wstępie czas wrócić do matematyki.
Definicja 3.1 Niech x » y = /(x) będzie funkcją zmiennej rzeczywistej x określoną w otoczeniu UXn punktu x,}. Pierwszą pochodną (lub w skrócie pochodną) funkcji f u- punkcie x0 nazywamy
granicę
lim
~h) -/(*■>)
otrtymujemy
ilorazu różnicowego funkcji fw punkcie x,. Oznaczamy ją symbolem f (x,.) lub
Zastępując granicę w Definicji 3.1 granicą prawostronną (lub lewostronną! definicję pochodnej prawostronnej (lub lewostronnej) funkcji / w punkcie x5. Definicja 3.2 Granicę prawostronną
X-XD :H‘i' }7
nazyzwamy pochodną prawostronną funkcji f w punkcie xc. Oznaczamy ją symbolem
/(x)-/(n.) /(x, + /?)- / (x0)
lim ——— --— ~ '--‘--
Definicja 3.3 Granicę lewostronną
lim
x - x
nazywamy pochodną lewostronną funkcji f w punkcie x,,. Oznaczamy ją symbolem /_(x0) ,
/'(Vj lu'b
Na początek zauważmy, że pochodna funkcji w punkcie jest liczbą. Jest to banalna obserwacja, ale nie uświadomienie sobie tego .faktu spowoduje spore zamieszanie, gdy pojawi się pojęcie różniczki - bardzo biisko związane z pochodną.
W definicji pochodnej podane są dwie granice. Różnią się one jedynie zapisem. W zależności od funkcji w obliczeniach będziemy się posługiwali bądź jedną, bądź drugą.
Oczywiście, jak już wiemy, z granicami jak to z granicami - różnie bywa - raz istnieją, a raz nie i nie ma na to rady. Tak więc można się spodziewać, że nie wszystkie funkcje będą miały pochodną i tak jest w rzeczywistości. Przyjrzyjmy się przykładom:
Zadanie 3.1
/(3)
Nieci
/(x) - (x -i- 3)". Obliczmy pochodną f (3).
,. /(x)-/(3) .. (x - 3/ - 36 x2 lim---— -= Jim™---= hm—
6x - 27 , (x - 3)(x + 9)
------ hm.---
11
x — J
X— J
Zadanie 3.2 Rozważmy funkcję x > g(x) = sinx i pewien ustalony, ale bliżej nie sprecyzowany punkt x0 s tR .