Файл: Зайцев И.Л. Элементы высшей математики для техникумов учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 345
Скачиваний: 10
190 |
Ф ОРМ УЛЫ Д И Ф Ф ЕРЕН Ц И РО В А Н И Я |
[ГЛ. VIII |
Для нахождения ее производной можно применить об щее правило, однако проще поступить следующим об разом.
По формуле приведения напишем
Отсюда |
у — cos и = sin ( у — иj . |
|
|
||
у'х = |
(cos и)'х — [sin (у |
- и) |
(2) |
||
В правой |
части |
равенства (2) |
имеем |
sin |
— |
сложную функцию. Применяя формулу (X) для ее диф ференцирования, найдем
[s in ( I - |
в ) ] ' - |
|
|
cos |
( I - |
|
и) ( f |
- в ) ' |
|
= |
|
|||||||
Таким образом, |
|
|
- c o s |
|
( f - |
и)(0 |
- » ; ) = -sm и •их . |
|||||||||||
|
(cos |
и)' |
= |
—sin |
и - и' |
(XI) |
||||||||||||
При |
и = |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
формула |
(XI) |
примет вид |
|
|
||||||||||||
III. |
|
|
|
|
|
(cos |
х)' = |
—sin |
X. |
|
|
(ХГ) |
||||||
Дана функция |
|
|
где |
и = f. |
(х). |
|
||||||||||||
Представим tg |
|
y = |
igu, |
|
|
|||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
в виде частного |
|
|
|
|
___ sin и
Уcos и
иприменим правило (VI) для его дифференцирования. Получим
,( sin и У cos и (sin и)' — sin и (cos и)'
Но |
Ух \ COS и )х |
cos2 и |
(sin и)' — cos и • и'х |
[правило (X)], |
(cos и)' — —isin и. и'х [правило (XI)],
§ 78] |
П Р О И ЗВ О Д Н Ы Е Т Р И ГО Н О М ЕТ Р И Ч ЕС К И Х Ф УН К Ц И Й |
191 |
|
|
поэтому
,cos и cos и - и' — sin и ( — sin и) и'
у' |
= ---------------- |
- |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
----5----5---------- — = |
|||||||||||
* |
(cos2 |
|
+ |
|
sin2 |
cos2 |
и |
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
1і'х |
||||||||
Итак, |
|
и) и'х |
|
|
|||||||||
|
|
cos2 |
и |
|
|
|
|
|
COS'1 и |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если и — х, |
то |
( tg |
ху - |
|
COS^ |
X |
|
|
|||||
IV . Дана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
функция |
и, |
|
|
где |
u = |
f [х). |
|||||||
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
= C tg |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Как в предыдущемУслучае, напишем |
|||||||||||||
|
J |
|
|
|
, |
|
|
|
|
и |
|
||
|
|
|
|
|
U |
|
cos и |
|
|
||||
|
|
= |
|
C tg |
|
= |
—: . |
||||||
|
|
|
|
|
|
ь |
|
|
|
Sin |
|
|
(XII)
(ХІГ)
Применяя правила (VI), (X) и (XI), получим
, |
___/ cos |
и |
|
_ _ |
sin |
и |
(cos |
и)' |
— cos |
и |
(sin |
и)' |
||||||||||
У* |
и\7 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
\ sinи |
}х |
|
и) их |
|
|
sin2 |
и |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и • и' |
|
|||||||||||||
|
|
sin |
|
( — sin |
|
|
|
|
|
— cos |
и |
cos |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
(sin2 |
и |
+ |
cos2 |
|
и) их |
|
|
|
|
sin* |
и |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
sin2 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В случае и = |
|
|
( c t g |
и)'х = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
х |
имеем |
х)' |
|
= |
• sirr |
X |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
П р и м е р |
|
|
|
(ctg |
|
|
|
|
|
|
|
|
функцию |
|||||||||
1. Продифференцировать |
(XIII)
(XII Г)
y = c o s ( l + i . ) . |
, |
Р е ш е н и е . Согласно правилу (XI), при и = 1 + |
|
найдем |
|
Й = [с6з(і + ! ) ] ' = - s in ( l + i ) ( l + 1 ) ' . |
|
192 |
|
ФОРМ УЛЫ |
|
Д И Ф Ф ЕРЕН Ц И РО В А Н И Я |
|
|
[ГЛ. VIИ |
|||||||||||||
По правилам (III) и (IX*) (і + |
|
= О — |
= —“ Г > по- |
|||||||||||||||||
этому искомая |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
||
производная |
|
) |
= |
^ rs in (l |
+ |
|
). |
|
||||||||||||
i/; = - |
Sin (l + |
|
|
) ( - ^ |
|
|
||||||||||||||
П р и м е р |
2. |
|
|
|
у |
|
|
|
2 Y X . |
|
|
функцию |
|
|||||||
|
Продифференцировать |
|
||||||||||||||||||
Р е ш е н и е . |
|
|
|
|
|
= |
sin |
|
данную функцию |
в виде |
||||||||||
Перепишем |
|
|
||||||||||||||||||
Мы видим,, что |
|
|
|
i/ = |
(sin |
У х |
)\ |
|
от « = |
sin]/A-. |
||||||||||
у — степенная функция |
||||||||||||||||||||
Ее производную найдем по правилу (VII): |
|
|
|
|
||||||||||||||||
у'х |
= |
[(sin |
У х |
|
)2]' = |
2 |
sin |
У х |
(sin |
У х )'. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
У х . |
По |
|||||||||
Но sin]/*. — тригонометрическая |
функция |
|
|
|||||||||||||||||
правилу (X) (при |
и = |
|
У х ) |
найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(sin У х ) ' — cos ]/дГ ( У 'х)'.
Наконец, по |
правилу (VIIГ) |
имеем |
sin 2 VT |
||||||||
Следовательно, |
|
( І ^ У |
_ J ____ |
■ |
|||||||
|
|
|
|
2ѵт |
|
|
|
||||
|
У Т |
|
У X |
|
К= |
|
|
||||
у' |
= |
2 |
sin |
cos . |
---- |
|
|
|
VT ’ |
||
|
|
|
|
ѵ |
|
|
гѴ х |
2 |
|
Процесс дифференцирования данной функции можно записать следующей цепочкой равенств:
у'х — (sin2 У'х)' = 2 sin У х (sin У х)' =
=2 sin У х cos У х { У х ) ' =
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
п ■ |
і/— |
тГ~ |
|
1 |
= |
sin 2VX |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
sin |
у х |
cos У |
X |
— |
— |
,— . |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упражнения |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Найти производные функций: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v — secu. |
|||||||||||
|
|
1. |
у |
= |
X — |
sin |
X. |
|
s = |
2. 0 = |
(pcos(p. |
|
|
|
3. |
||||||||
4. |
f |
(/) = |
sin |
t |
cos |
t. |
|
|
|
(x) = |
tg |
X |
— ctg |
X. |
6. |
.9 |
= tg Ѳ — Ѳ. |
||||||
7. |
|
|
|
|
8. |
5. /а |
|
|
f (Ѳ) = |
|
|||||||||||||
Ѳ = Ф + |
ctg ф. |
|
|
|
(1 — cos /). |
9 . |
|
(1- + cos Ѳ) sin 0. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 79] |
П РО И ЗВ О Д Н АЯ Л О ГА РИ Ф М И Ч ЕС К О Й Ф УН КЦ И И |
193 |
|
10. |
и: |
|
1 — |
|
COS t |
|
|
И. МѲ)' |
= |
|
+ tg9 |
|
|
|
12. |
у = |
|
Y sin2 .t. |
||||||||||||
13. |
V — |
|
1 + |
|
cos / ' |
|
f |
|
|
' |
|
|
|
|
tg Ѳ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
---- cos4co.2 |
14.2 |
|
|
(<p)=— ctg5 ф. Найти |
|
|
|
|
IS. /(<p)=sin2ep, |
||||||||||||||||||
16. |
|
|
|
|
1 |
- |
|
|
. |
|
17. |
|
= sin |
/ |
2 |
я x j\. |
|
18. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
f |
|
(со) = - |
|
|
|
у |
|
|
у |
|
|
a cos ( 5 - / ). |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
C O S CD |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
C^.19. s — cos (1 — 2ф). |
|
20. /s |
(co)= —= V |
|
tgt.co2. |
|
21. |
t = |
у2sin(<p2 —Vicф).. |
|||||||||||||||||||||
22. |
) (0) = sin УІГ. |
|
|
23. |
|
|
s |
|
cos |
|
|
|
24. |
|
= |
4 tg 2 |
|
|
||||||||||||
n 25. |
|
(/ = |
У |
|
|
x. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
27. s = sin 4 - . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
26. |
|
= |
cos — . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30. |
|
|||||||||||||||||
” 28. |
у = |
-r- sec2 co. |
|
|
|
29. у = |
V sec X. |
|
|
|
|
у — sin3 X cos X. |
||||||||||||||||||
31. |
f (/) = 2 sin 2/ cos2 f. |
|
if |
|
|
|
3 |
|
32. / (Ѳ) = 2 sin2 Ѳ cos2 Ѳ. |
|||||||||||||||||||||
|
y — c o s x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Ax. |
||||||||
lj 83. |
— g-cos3*. |
|
Д34. |
y — — x |
----- — sin |
2x |
+ |
|
sin |
|||||||||||||||||||||
3 5 . у |
= |
|
s i n (x |
|
+ |
a) c o s (x - a). |
|
|
|
|
|
|
3 6 . y = |
1/ |
|
|
V C°S* . |
|||||||||||||
3 7 . |
Ѳ |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 8 . |
|
г/ = - i - c o s 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
= |
|
з і п 2 2 ф . |
|
|
|
|
|
|
|
3 9 . s = |
|
s in 2 ф . |
||||||||||||||||
^ . 4 0 . |
t/ = |
|
7 j - t g |
|
3 - i - . |
|
|
^ - 4 1 . |
i/ = |
] |
/ |
s i n |
2x. |
|
|
|
4 2 . |
Ѳ |
= = |
|
V s i n 2 2co. |
|||||||||
43. |
r = |
|
1 . |
, со |
|
|
|
co |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л: + |
|
|
lg 3 * + |
|
|
|||||||
|
— tg3—---- tg — |
|
|
|
44. |
у = ~ |
tgs |
|
Y |
tg X. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
|
‘ s |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jtt |
|
|
|
||
45. |
Точка движется |
|
прямолинейно по закону S = |
|
|
|
. Найти: |
|||||||||||||||||||||||
|
а cos — |
|
1)скорость движения точки для любого момента времени,
2)при каких значениях t скорость точки равна нулю,
3) путь точки за время 1 — 0; 2; 4; 6.
§ 79. Производная логарифмической функции. Дана функция
Для ее |
у = |
ln и, |
где |
|
|
u = f (X). |
по общему пра |
||||||||||
дифференцирования |
поступим |
||||||||||||||||
вилу. |
|
у |
|
Ау — |
|
(и |
|
|
Аи). |
|
|
|
|
|
|||
1- |
й шаг: |
|
In |
+ |
|
{и |
|
Аи) |
|
и, |
|||||||
Ау+= (у |
|
|
|
у |
= 1п |
+ |
— In |
||||||||||
2- |
й шаг: |
|
|
|
+ Ау) — |
|
|
|
|
|
|||||||
или |
Ау = |
ln |
—— |
- == |
ln ^ |
1 |
|
Ч—~-) • |
|
|
|
||||||
3-й шаг: і\х |
ln ( ' + ¥ ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
У_ |
|
|
Д* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 И. Л. Зайцев