שינויים

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

83-112 חדו"א 1 להנדסה/נושאי הקורס

נוספו 1,124 בתים, 08:20, 25 בנובמבר 2018
/* הרצאה 11 */
==הרצאה 11==
*גזירות.===הגדרת הנגזרת===**<math>f'(x)=\lim_{h\to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}</math>*<math>\lim{h\to 0} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h} =\{h=x-x_0\} = \lim_{x\to x_0}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}</math>**הסבר לגבי שיטת ההצבה בה השתמשנו לעיל:**נניח כי <math>\lim{h\to 0} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h}=f'(x_0)</math> ונוכיח כי <math>\lim_{x\to x_0}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}=f'(x_0)</math>, והוכחה דומה בכיוון ההפוך.**תהי <math>x_0\neq x_n\to x_0</math> נגדיר את הסדרה <math>0\neq h_n=x_n-x_0\to 0</math>.**כיוון ש<math>\frac{f(x_0+h_n)-f(x_0)}{h_n}\to f'(x_0)</math> נובע כי <math>\frac{f(x_n)-f(x_0)}{x_n-x_0}\to f'(x_0)</math>.*אם f גזירה בנקודה, היא רציפה בנקודה:**צ"ל <math>\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)</math>**לפי אריתמטיקה של גבולות זה שקול ל <math>\lim_{x\to x_0}f(x)-f(x_0)=0</math>**לפי עקרון win (קיצור של wouldn't it be nice?) מתקיים כי <math>\lim_{x\to x_0}f(x)-f(x_0)=\lim_{x\to x_0}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\cdot (x-x_0)=f'(x_0)\cdot 0 = 0</math>*פונקציה הערך המוחלט אינה גזירה באפס**<math>(|x|)'(0) = \lim_{h\to 0}\frac{|h|-|0|}{h}=\lim\frac{|h|}{h}</math> וגבול זה אינו קיים, כיוון שהגבולות החד צדדים שונים.**ניתן לשים לב גם ש<math>|x|=\sqrt{x^2}</math>, וכמו כן נראה בהמשך כי<math>\sqrt{x}</math> אינה גזירה באפס.
===הנגזרות של הפונקציות האלמנטריות===
*אקספוננט:
**<math>\lim_{h\to 0}\frac{a^h-1}{h} = \{t=a^h-1, h=log_a(1+t)\} = \lim_{t\to 0} \frac{t}{log_a(1+t)} = \frac{1}{log_a(e)} = \frac{1}{\frac{ln(e)}{ln(a)}}=ln(a)</math>
***הסבר לגבי שיטת ההצבה שהשתמשנו בה לעיל:
***תהי <math>h_n\to 0</math>, נסמן <math>t_n=a^{h_n}-1\to 0</math>.
***לכן <math>\frac{a^{h_n}-1}{h_n}=\frac{t_n}{log_a(t_n+1)}\to ln(a)</math>.
**<math>(a^x)' = \lim_{h\to 0}\frac{a^{x+h}-a^x}{h}= \lim_{h\to 0}a^x\cdot \frac{a^h-1}{h}=a^x\cdot ln(a)</math>
***בפרט נובע כי <math>(e^x)'=e^x</math>.
*אחד חלקי:
**<math>(\frac{1}{x})'=\lim_{h\to 0}\frac{\frac{1}{x+h}-\frac{1}{x}}{h}=\lim_{h\to 0}\frac{-1}{x(x+h)}=-\frac{1}{x^2}</math>
*חזקה:
**<math>(x^\alpha)'=\alpha x^{\alpha-1}</math> לכל <math>\alpha\in \mathbb{R}</math>, הוכחה בהמשך.
***בפרט:
***<math>(1)'=0</math>
***<math>(\frac{1}{x})' = (x^{-1})'=-\frac{1}{x^2}</math>
***<math>(\sqrt{x})'=(x^{\frac{1}{2}})'=\frac{1}{2\sqrt{x}}</math>