Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 44 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
44
Dung lượng
532,39 KB
Nội dung
1
1
Giải tích toán học. Tập 1. NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007.
Từ khoá:Giải tích toán học, giải tích, Phép tích vi phân, Đạo hàm, vi phân, Công thức
Taylor, Khai triển Maclaurin, Quy tắc L’hospital.
Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục
đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục
vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.
Mục lục
Chương 4 Phéptínhviphâncủahàmmộtbiến 2
4.1 Đạo hàm và cách tính 3
4.1.1 Định nghĩa đạo hàm 3
4.1.2 Công thức đối với số gia củahàm số 3
4.2 Các qui tắc tính đạo hàm 4
4.2.1 Các qui tắc tính đạo hàm 4
4.2.2 Đạo hàmcủahàm số hợp 4
4.2.3 Đạo hàmcủahàm số ngược 6
4.2.4 Đạo hàm theo tham số 7
4.2.5 Đạo hàmmột phía 7
4.2.6 Đạo hàm vô cùng 9
4.2.7 Đạo hàm các hàm số sơ cấp 9
4.3 Viphâncủahàm số 10
4.3.1 Định nghĩa 10
Chương 4. Phéptínhviphâncủahàmmộtbiến
Lê Văn Trực
2
4.3.2 Các qui tắc tínhviphân 11
4.3.3 Viphâncủahàm số hợp 11
4.3.4 Ứng dụng củaviphân 12
4.4 Các định lí cơ bản củahàm khả vi 12
4.8.1 Cực trị địa phương 12
4.5 Đạo hàm và viphân cấp cao 18
4.8.1 Định nghĩa đạo hàm cấp cao 18
4.8.2 Các công thức tổng quát đối với đạo hàm cấp n 18
4.8.3 Viphân cấp cao 19
4.6 Công thức Taylor 20
4.8.1 Công thức Taylor 20
4.8.2 Khai triển Maclaurin 22
4.7 Qui tắc L’hospital để khử dạng vô định 25
4.8.1 Dạng vô định
0
0
25
4.8.2 Dạng vô dịnh
∞
∞
27
4.8 Khảo sát hàm số 30
4.8.1 Khảo sát đường cong cho dưới dạng phương trình hiện 30
4.8.2 Đường cong cho dưới dạng tham số 32
4.8.3 Khảo sát đường cong trong tọa độ cực 36
4.9 Bài tập chương 4 39
Chương 4
3
3
Phép tínhviphâncủahàmmộtbiến
4.1 Đạo hàm và cách tính
4.1.1 Định nghĩa đạo hàm
Giả sử U là một tập mở trong , :fU→ và
0
x
U
∈
.
Cho x
0
một số gia 0xΔ≠ đủ nhỏ sao cho
0
x
xU
+
Δ∈ . Khi đó ta gọi
00
()()yfx x fxΔ= +Δ − là một số gia củahàm số tương ứng với số gia đối số
x
Δ tại điểm x
0
.
Xét tỷ số giữa số gia hàm số với số gia đối số.
Nếu tỷ số dẫn đến một giới hạn hữu hạn xác định khi
0x
Δ
→ , thì ta nói rằng hàm f khả vi
tại điểm x
0
, giới hạn đó gọi là đạo hàmcủahàm số tại x
0
và
ký hiệu là
00
0
0
()()
( ) lim
x
fx x fx
fx
x
Δ→
+
Δ−
′
=
Δ
. (4.1.1)
Các ký hiệu y
′
hay ()fx
′
là các ký hiệu đạo hàm theo Largrange, còn
dy
dx
hay
0
()df x
dx
là
các kí hiệu theo Leibnitz và Dy hay Df(x
0
) là các kí hiệu theo Cauchy.
Đôi khi để nhấn mạnh biến số lấy đạo hàm, người ta thường viết biến đó thành chỉ số
dưới:
00
, ( ), hay ( )
′′
xx x x
yfx Dy Dfx
(4.1.2)
Hàm f được gọi là khả vi trên U nếu nó khả vi tại mọi điểm thuộc U.
4.1.2 Công thức đối với số gia củahàm số
Nếu hàm y = f(x) khả vi tại
0
,
∈
x
U ta có thể biểu diễn số gia củahàm số
00 0
() ( ) ()Δ=Δ = +Δ −yfx fx xfx như sau.
Theo định nghĩa
0
0
0
()
lim ( )
Δ→
Δ
′
=
Δ
x
fx
f
x
x
.
Đặt
0
0
()
()
α
Δ
′
=+
Δ
fx
fx
x
với 0
α
→ khi 0
Δ
→x . (4.1.3)
Ta có
00
() () .
α
′
Δ= Δ+Δ
f
xfxx x
với
0
lim 0
α
Δ→
→
x
. (4.1.4)
Kí hiệu .()
α
Δ=οΔ
x
x và hiển nhiên
0
()
lim 0
Δ→
οΔ
=
Δ
x
x
x
.
Do đó (4.1.4) có thể viết dưới dạng
00
() () ( ).
′
Δ= Δ+οΔ
f
xfxx x (4.1.5)
Định lý 4.1.1 Nếu hàm y = f(x) khả vi tại
0
x
U
∈
thì f(x) liên tục tại x
0
.
Chứng minh: Thật vậy ta có
4
000
( ) () () ( )
′
+Δ − = Δ +οΔ
f
xxfxfxx x,
suy ra
[]
00 0
000
00
0
lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )
lim ( ) ( ).
Δ→ Δ→ Δ→
Δ→
′
+Δ − = Δ + ο Δ
⇒+Δ=
xxx
x
f
xxfx fxx x
fx x fx
4.2 Các qui tắc tính đạo hàm
4.2.1 Các qui tắc tính đạo hàm
Trước hết ta hãy nhắc lại các qui tắc tính đạo hàm đã biết
Định lí 4.2.1 Cho ,:fgU→ , trong đó U là tập hợp mở trong R, còn f, g là hai hàm khả vi
tại
0
x
U∈ . Khi đó
12
,cc∀∈ các hàm
12
,cf cg
+
.fg và
f
g
(nếu g(x
0
)
0≠
cũng là các hàm
khả vi tại điểm x
0
và ta có các công thức sau:
a)
12 01020
( )() () ()cf cg x cf x cg x
′
′′
+=+
(4.2.1)
b)
00000
(,)( ) ( )( ) ( ).( )fg x fxgx gx fx
′
′′
=
+ (4.2.2)
c)
00 0 0
00
2
0
0
()() ().()
() ,()
()
fxgx gx fx
f
xgx
ggx
′
′′
−
⎛⎞
=
≠
⎜⎟
⎝⎠
. (4.2.3)
4.2.2 Đạo hàmcủahàm số hợp
Định lí 4.2.2 Cho :gU V→ và :fV→ trong đó U, V là hai tập hợp mở trong , hàm
u=g(x) khả vi tại
0
x
U∈ và hàm y=f(u) khả vi tại u
0
=g(x
0
) V
∈
. Khi đó hàm hợp
0
fg khả vi tại
x
0
và ta có công thức
00 0 0
( )() (())()fg x f gx gx
′
′′
=
(4.2.4)
hay gọn hơn
.
xux
y
yu
′
′′
=
. (4.2.5)
Chứng minh: Theo công thức (4.1.5) hàm f khả vi tại u
0
, nên ta có
000
( ) () () ( )
u
ffu ufu fuu u
′
Δ= +Δ − = Δ+οΔ
.
Mặt khác hàm g khả vi tại x
0
nên
000
( ) () () ()
x
ugx x gx gxx x
′
Δ= +Δ − = Δ+οΔ.
Thế uΔ vào biểu thức
fΔ
ta được
[
]
0000
00 0
( ) () () () ( ) ( )
= ( ). ( ) ( ) ( ) ( ).
ux
ux u
fu u fu f u g x x x u
fu gx x fu x u
ο
ο
′′
+Δ − = Δ + Δ +οΔ
′′ ′
Δ
+Δ+οΔ
Chia cả 2 vế cho
x
Δ
5
5
00
00 0
()()
() ()
().() () .
ux u
fu u fu
x
u
fu gx fu
x
xx
+Δ −
ο
ΔοΔ
′′ ′
=++
ΔΔΔ
Ta thấy do hàm u liên tục tại x
0
nên khi 0x
Δ
→ thì 0u
Δ
→ và
00 0
0
() (()) (),
()()(())().
o
o
fu fgx fgx
fu u fu fgx fgx
==
+Δ = = =
Bây giờ ta hãy viết lại biểu thức trên dưới dạng:
000
00 0
() ( )
() ()
().() () . .
ux u
fgx fgx
x
uu
fu gx fu
x
xux
−
ο
ΔοΔΔ
′′ ′
=++
ΔΔΔΔ
Cho 0xΔ→ ta được
00 0 0
( )() (()).(),
u
fg x f gx gx
′′ ′
= và công thức được chứng minh.
Ví dụ 3:
i) Ta thấy 0
ln
xxa
ae a=∀>
nên
ln
()( )
xxa
ae
′′
= , đặt u = xlna,
ln
( )' .ln ln
uxa x
ee aaa==
Do đó ta có công thức sau
ln()
xx
aa
′
=
a
với 0a
∀
> . (4.2.6)
ii) Ta có 0
ln
xe x
αα
=∀>
x
và
α
∀∈
Do đó:
11
ln ln
()( )
xx
xe e x
x
x
αα α α
α
α
′′
== =.
Và ta có công thức sau:
1
() .
x
x
αα
α
−
′
=
. (4.2.7)
Ví dụ 4: Tính
1
1
cos
x
x
d
Ie
dx
−
+
=
với 1x ≠−
Đặt
1
1
cos
x
u
x
−
=
+
1
1
1
1
cos
cos
x
uu
x
x
dx
Ieeue
dx x
−
+
′
−
⎛⎞
′
===
⎜⎟
+
⎝⎠
Lại đặt
1
1
x
v
x
−
=
+
ta có
2
11 12
11 1 1
(cos ) sin . sin sin .
()
xx x
vvv
xx x x
′
−− −
⎛⎞
′′
=− =− =−
⎜⎟
++ + +
⎝⎠
Cuối cùng
1
1
2
11
2
1
1
cos
sin
()
x
x
x
Ie
x
x
−
+
−
⎛⎞
=−
⎜⎟
+
+
⎝⎠
.
Ví dụ 5: Cho
,:fgU→
trong đó f(x)>0,
x
U
∀
∈ và tồn tại
(), ()fx gx
′
′
với
x
U∈ .
6
Khi đó
() ()ln() ()ln()
()
(()) (().ln ())
()
=( ( )) . ( )ln ( ) ( ). .
()
gx gx f x gx f x
gx
dd d
fx e e gx fx
dx dx dx
fx
fx gx fx gx
fx
⎡⎤⎡⎤
==
⎣⎦⎣⎦
′
⎡⎤
′
+
⎢⎥
⎣⎦
4.2.3 Đạo hàmcủahàm số ngược
Định lí 4.2.4 Giả sử hàm f(x) khả vi liên tục trên (a,b) với 0()fx
′
≠
(,)
x
ab
∀
∈ . Khi đó hàm
f(x) đơn điệu thực sự nên có hàm ngược x = g(y), : ( ( ), ( )) ( , ).gfafb ab→
Khi đó
g(y) cũng khả vi tại y = f(x) và có đạo hàm g’(y) thoả mãn hệ thức:
1
()
()
gy
fx
′
=
′
(4.2.8)
hay gọn hơn:
1
y
x
x
y
′
=
′
. (4.2.9)
Chứng minh: Do (
g.f)(x) = x (,)
x
ab∀∈
Hay
(())gf x x= (,)
x
ab
∀
∈ .
Lấy đạo hàm hai vế đẳng thức trên theo
x ta được
1hay 1( ( )). ( ) ( ). ( )gfx f x gyf x
′′ ′′
=
=
suy ra
1
()
()
gy
fx
′
=
′
(,)
x
ab∀∈ .
Ví dụ 6:
i) Xét hàm số
y = arcsinx với −1< x <1 và
22
y
π
π
−
<<.
Ta biết rằng
y = arcsinx, tương đương với x = siny, do đó
do
22
cos , ,
y
xyy
π
π
⎛⎞
′
=∈−
⎜⎟
⎝⎠
thì 0cos y >
nên
2
1
y
x
x
′
=−
, suy ra
2
1
1
x
y
x
′
=
−
.
Tương tự, tao có các công thức sau:
ii)
y = arccosx với −1< x <1,
2
1
1
x
y
x
′
=−
−
iii)
y = arctgx với
x
−
∞< <+∞,
2
1
1
x
y
x
′
=
+
7
7
iv) y = arccotgx với
x
−∞ < < +∞ ,
2
1
1
x
y
x
−
′
=
+
.
4.2.4 Đạo hàm theo tham số
Xét hàm y củabiến x được cho dưới dạng tham số
()
()
x
xt
y
yt
=
⎧
⎨
=
⎩
với (,).t
α
β
∈
Giả sử
x là hàm khả vi, liên tục và '( ) 0xt
≠
(, )t
α
β
∈
.
Khi đó
x(t) là hàm đơn điệu thực sự trên (,)
α
β
, vì vậy nó có hàm ngược t = t(x). Khi đó
ta có hàm hợp
y = y(t) = y(t(x)).
Hãy tính
x
y
′
. Cho t một số gia
Δ
t,
Δ
x là số gia tương ứng của
Δ
t,
Δ
y là số gia tương
ứng của
Δ x. Ta có
y
y
t
x
x
t
Δ
Δ
Δ
=
Δ
Δ
Δ
suy ra
0
0
0
lim
lim
lim
t
t
x
x
t
t
y
y
y
t
y
x
x
x
t
Δ→
Δ→
Δ→
Δ
′
Δ
Δ
′
===
Δ
′
Δ
Δ
. (4.2.10)
Ví dụ 7: Xét hàm số
1(sin), (cos)
x
at t y a t=− =− với 02(, )t
π
∈
.
Khi đó
2
2
22
12
2
2
sin cos
sin
() cotg
(cos)
sin
tt
at t
yx
t
at
′
== =
−
.
4.2.5 Đạo hàmmột phía
Giả sử f(x) được xác định trên (a,b) và
0
(,)
x
ab∈
. Ta nói giới hạn hữu hạn, nếu tồn tại
00
00
()()
lim lim
xx
fx x fx
y
xx
++
Δ→ Δ→
+
Δ−
Δ
=
ΔΔ
(4.2.11)
là đạo hàm bên phải củahàm
f(x) tại điểm x
0
, kí hiệu là
0
()
+
′
f
x (xem hình 4.2.1).
Tương tự, ta có đạo hàm bên trái củahàm
f(x) tại điểm x
0
kí hiệu là
0
():
−
′
f
x
00
0
00
()()
lim lim ( )
xx
fx x fx
y
fx
xx
−−
−
Δ→ Δ→
+
Δ−
Δ
′
==
ΔΔ
(4.2.12)
Ta thấy muốn có
0
()fx A
′
= điều kiện cần và đủ là
00
() ()fx fx A
+−
′
′
=
=
.
8
Hình 4.2.1
Ví dụ 8: Cho hàm f(x) =|x|, hãy xét đạo hàmcủahàm số tại x
0
= 0.
Ta có
00yf x f xΔ= +Δ − =Δ()()||
,
00
00
01
01
( ) lim lim ,
() lim lim .
xx
xx
yx
f
xx
yx
f
xx
++
−−
+
Δ→ Δ→
−
Δ→ Δ→
Δ
Δ
′
===
ΔΔ
Δ−Δ
′
=
==−
ΔΔ
Vậy hàm
f(x) liên tục tại x
0
= 0, nhưng f’(0) không tồn tại.
Ví dụ 9: Cho hàm số
3
khi 0
khi 0
sin
()
x
x
fx
x
ax
⎧
≠
⎪
=
⎨
⎪
=
⎩
1) Tìm a để hàm số liên tục tại
x = 0.
2) Với a tìm được, hãy xét sự khả vicủahàm số tại
x = 0
Giải: 1) Do
3
2
00
0
sin sin
lim lim sin
xx
xx
x
xx
→→
==
Vậy để hàm liên tục tại
x = 0 thì phải có a = 0.
2) Với
a=0 ta có
3
khi 0
khi 0
sin
()
0
x
x
fx
x
x
⎧
≠
⎪
=
⎨
⎪
=
⎩
Ta thấy
3
00
0
0
0
() () sin
lim lim
xx
fx f x
xx
→→
−
==
−
.
Vậy
00()f
′
= và hàm khả vi tại x=0.
Ví dụ 10: Chứng minh rằng hàm số f(x) =|x−a| ()
ϕ
x
, trong đó ()
ϕ
x
là hàm liên tục và
0()a
ϕ
≠
, không khả vi tại x = a.
9
9
Ta có
00
()()||()
( ) lim lim
xx
fa x fa x a x
fx
xx
ϕ
→→
+
Δ− Δ +Δ
′
==
ΔΔ
.
Suy ra:
()
+
′
f
a = ()
ϕ
a và ()
−
′
f
a =– ()
ϕ
a .
Do
() ()
+−
′′
≠
f
afa nên hàm số f(x) không khả vi tại x=a.
4.2.6 Đạo hàm vô cùng
Nếu
00
00
hay
()()
lim lim
xx
fx x fx
y
xx
Δ→ Δ→
+Δ −
Δ
==+∞−∞
ΔΔ
thì ta nói rằng tại x = x
0
hàm f(x) có
đạo hàm vô cùng. Khi đó tiếp tuyến với đồ thị
f(x) tại x = x
0
song song với trục Oy.
Ta cần chú ý rằng nếu như
0
()fx
′
không là hữu hạn thì hàm f(x) không nhất thiết phải
liên tục tại điểm
x
0
. Ví dụ xét hàm
1khi 0
0khi 0
1khi 0
()
.
x
fx x
x
−
<
⎧
⎪
=
=
⎨
⎪
>
⎩
Với
0xΔ≠ , ta có
01() ()
||
fx f
x
x
Δ−
=
ΔΔ
, do đó 0()f
′
=
+∞ nhưng đương nhiên f(x) không
liên tục tại điểm
x
0
= 0.
4.2.7 Đạo hàm các hàm số sơ cấp
Sau đây là bảng đạo hàmcủamột số hàm sơ cấp:
10
21
)
)
yc y
yx y
′
==
′
==
1
2
31
11
1
2
) , , .
yx R y x
yy
x
x
yx y
x
αα
αα α
−
′
=∈≠− =
−
′
==
′
==
4)
xx
ye y e
′
==
x
ya= với 0 ln
x
ayaa
′
>=
5)
log
a
yx= với
1
0
ln
ay
x
a
′
>=
1
ln yx y
x
′
==
6) sin cosyx y x
′
==
10
7) cos sinyx y x
′
==−
2
2
1
8tg) sec
cos
yx y x
x
′
===
2
2
1
9) cot g cosec
sin
yx y x
x
′
==−=−
2
1
10) arcsin
1
yxy
x
′
==
−
2
1
11) arccos
1
yxy
x
′
==−
−
2
1
12) arctg
1
yx y
x
′
==
+
2
1
13) arccot g
1
yxy
x
′
==−
+
14) sh chyx y x
′
==
15) ch shyx y x
′
==
2
1
16) th
ch
yx y
x
′
==
2
1
17) cth
sh
yx y
x
−
′
==
2
1
18) argsh
1
yxy
x
′
==
+
2
1
19) arg ch
1
yxy
x
′
==
−
2
1
20) argth
1
yx y
x
′
==
−
2
1
21) argcth .
1
yxy
x
′
==
−
4.3 Viphâncủahàm số
4.3.1 Định nghĩa
Cho hàm y = f(x) xác định trên tập hợp mở U ⊂ và
0
x
U
∈
. Cho x
0
một số gia 0x
Δ
≠
đủ nhỏ sao cho
0
x
xU+Δ ∈ .
Giả sử
f(x)khả vi tại
0
x
U∈ , khi đó
000
( ) () () ()fx x fx f x x x
ο
′
+
Δ− = Δ+Δ. (4.3.1)
[...]... a − x ) 4.8.3 Viphân cấp cao Cho U mở trong và f là hàm khả vi cấp n trên tập mở U Ta gọi viphân cấp hai của 2 hàm f, ký hiệu là d f là biểu thức d2f=d(df) Một cách tổng quát, ta gọi viphân cấp n củahàm f là vi phâncủaviphân cấp n−1 củahàm f: d n f = d ( d n −1 f ) (4.5.4) Khi tínhviphân cấp cao ta chú ý rằng dx là một số tuỳ ý và không phụ thuộc x ( dx = Δx ), nên khi lấy viphân theo x phải... dạng ban đầu củaviphân Như vậy, ta luôn luôn có quyền vi t viphâncủa y dưới dạng (4.3.4) dù x có phải là biến độc lập hay không Điều khác nhau chỉ là ở chỗ, nếu chọn t là biến độc lập thì dx không phải là số gia tuỳ ý mà là viphâncủa x xem là hàmcủa t Tính chất đó gọi là tính bất biếncủa dạng vi phân, Ví dụ 1: Cho hàm số y = ln ex + 1 , hãy tính dy ex − 1 11 12 Ta thấy y′ = Ví dụ 2: Tính: Ta có:... x0 4.5 Đạo hàm và viphân cấp cao 4.8.1 Định nghĩa đạo hàm cấp cao Giả sử f : U → là hàm khả vi trên tập mở U ⊂ , khi đó ta nhận được hàm f ′ : U → Nếu tại x0 ∈ U , f ′( x ) có đạo hàm thì ta gọi đạo hàmcủa f ′( x ) tại x0 là đạo hàm cấp hai củahàm f(x) tại x0 và kí hiệu là f ′′( x0 ) Hàm f có đạo hàm cấp hai tại x0 còn gọi là khả vi cấp hai tại x0 Một cách tổng quát, đạo hàmcủa đạo hàm cấp (n−1)... hiệu đạo hàmcủahàm y = f(x) là y′( x ) = dy dx 4.3.2 Các qui tắc tínhviphân Từ các qui tắc tính đạo hàm, ta dễ dàng suy ra các qui tắc tương ứng cho viphân i ) d ( c1 f + c2 g ) = c1 df + c2 dg ∀c1 , c2 ∈ i i ) d ( f g ) = gdf + fdg (4.3.5) f gdf − fdg i i i ) d( ) = nÕ g ≠ 0 u g g2 4.3.3 Vi phâncủahàm số hợp Giả sử các hàm y = f(x) và x = g(t) sao cho đối với chúng có thể thiết lập hàm hợp... gọi biểu thức f ′( x0 )Δx là vi phâncủahàm f(x) tại điểm x0 ứng với số gia Δx của đối số và kí hiệu là df ( x0 , Δx ) = f ′( x0 )Δx (4.3.2) Bây giờ ta xét trường hợp đặc biệt khi f(x) = x Ta có f ′( x ) = 1 , do đó dx = 1 Δx = Δx , vì thế trong biểu thức (4.3.2) ta có thể vi t dx thay cho Δx và dx gọi là vi phâncủabiến số độc lập Từ đây, ta có thể xác định vi phâncủahàm f tại x ∈ U theo công thức... hiệu trên có thể xem như mộtphân số Nhờ công thức (4.5.5) ta dễ dàng biến đổi công thức Leibnitz thành công thức củaviphân Nhân cả hai vế của (4.5.3) với dxn ta sẽ được n k d n ( fg ) = ∑ Cn d n − k f d k g k =0 19 (4.5.6) 20 Chú ý trong công thức (4.5.6) ta sẽ xem d 0 f = f , d 0 g = g Ví dụ 3: Cho y=f(x2) với f là hàm khả viTính d2y Ta có: dy = 2 f ′( x2 ) xdx , Lấy viphân lần thứ hai ta được... ta thấy khi x → +∞ , hàm ax với a>1 tăng nhanh hơn bất cứ hàm luỹ thừa nào của x Khi x → +∞ , hàm log a x, a > 1 tăng chậm hơn bất kỳ hàm luỹ thừa xm với số mũ dương 4.8 Khảo sát hàm số 4.8.1 Khảo sát đường cong cho dưới dạng phương trình hiện Xét hàm số y = f ( x ), x ∈ ( a, b) (4.8.1) Ở trường phổ thông, để khảo sát sự biến thiên củahàm số ta thường tìm cực đại, cực tiểu củahàm số theo qui tắc... cho đối với chúng có thể thiết lập hàm hợp y = f(g(t)) Nếu tồn tại các đạo hàm y′ và xt′ thì theo quy tắc đạo hàmhàm hợp sẽ tồn tại đạo x hàm yt′ = y′ xt′ x (4.3.6) Nếu xem x là biến độc lập thì viphân dy được biểu thị bởi công thức (4.3.4) Bây giờ ta xem x là hàmcủabiến t, ta có dy = yt′ dt (4.3.7) Tuy nhiên nếu thay đạo hàm yt′ bởi biểu thức (4.3.6) và chú ý rằng dx = xt′ dt, thì cuối cùng ta... liên tục trên [a,b] có các tính chất 15 ii) f khả vi trên (a,b) Khi đó tồn tại ít nhất một điểm c ∈ ( a, b) sao cho: f ( b) − f ( a ) = f ′( c) b− a (4.4.4) Chứng minh: Ta hãy xét hàm bổ trợ sau: F ( x ) = f ( x ) − f ( a) − f ( b) − f ( a ) ( x − a) b−a Hiển nhiên F(x) liên tục trên [a,b] vì nó là hiệu củahàm liên tục f(x) và hàm tuyến tính Trong khoảng (a,b) hàm đó có đạo hàm hữu hạn bằng: F ′( x... quy tắc II và tìm điểm uốn của đồ thị Ví dụ 1: Ta hãy xét hàm số f ( x ) = x x +1 2 Miền xác định củahàm số là Df = ( −∞, +∞ ) Ta có f ′( x ) = 1 − x2 2 x( x2 − 3) , f ′′( x ) = ( x2 + 1)2 ( x2 + 1)3 Theo dấu của đạo hàm f’(x) ta thấy rằng hàm số tăng trong khoảng ( − 1,1), giảm trong các khoảng ( −∞,1 ) và ( 1, +∞ ) Do đó tại điểm –1 hàm số đạt cực tiểu, tại điểm 1 hàm số đạt cực đại: 31 1 1 f . 4. Phép tính vi phân của hàm một biến
Lê Văn Trực
2
4.3.2 Các qui tắc tính vi phân 11
4.3.3 Vi phân của hàm số hợp 11
4.3.4 Ứng dụng của vi phân. d
2
f=d(df). Một cách tổng quát, ta gọi vi phân cấp n của hàm f
là vi phân của vi phân cấp
n−1 của hàm f:
1
().
nn
df dd f
−
= (4.5.4)
Khi tính vi phân cấp