Функцияның сығарылмаһы

Функцияның сығарылмаһы — функцияның бирелгән нөктәлә үҙгәреү тиҙлеген характерлаусы Дифференциаль иҫәпләмә төшөнсәһе. Әгәр ундай сикләнмә булһа, функция үҫешенең уның аргументы үҫешенә сағыштырмаһының, аргумент үҫеше нулгә ынтылғандағы сикләнмәһе тип билдәләнә. Сикле сығарылмаһы булған функцияны (ниндәйҙер нөктәлә), дифференциалланыусы (был нөктәлә) тип атайҙар.

Сығарылма төшөнсәһен иллюстрациялау

Сығарылманы иҫәпләү барышы дифференциаллау тип атала. Кире процесс — алынманы табыу — интеграллау.

ТарихыҮҙгәртергә

Классик дифференциаль иҫәпләмәлә сығарылма йышыраҡ сикләнмә төшөнсәһе аша билдәләнә, әммә сикләнмәләр теорияһы тарихи дифференциаль иҫәпләмәнән һуңыраҡ барлыҡҡа килә. Ньютон сығарылманы флюксия тип атай, Лейбниц мәктәбе база төшөнсәһе сифатында дифференциал төшөнсәһенә өҫтөнлөк бирә[1].

Лагранж ҡулланған ярашлы dérivée француз терминын урыҫ теленә тәржемә итеп, «Функцияның сығарылмаһы» формаһында урыҫ терминын беренсе булып В. И. Висковатов ҡуллана[2].

БилдәләмәҮҙгәртергә

  нөктәһенең ниндәйҙер тирә-яғында   функцияһы бирелһен, ти. Функцияның сығарылмаһы тип, функцияны   тирә-яғында,

әгәр   булһа,   күренешендә күрһәтергә мөмкин булған   һаны атала.

Функцияның сығарылмаһының сикләнмә аша билдәләмәһеҮҙгәртергә

  нөктәһенең ниндәйҙер тирә-яғында   функцияһы бирелһен, ти.   функцияһының   нөктәһендә сығарылмаһы тип, әгәр ул булһа,

  сикләнмәһе атала.

  функцияһы сығарылмаһының   нөктәһендә дөйөм ҡабул ителгән тамғаланыштарыҮҙгәртергә

 

Һуңғыһы ғәҙәттә ваҡыт буйынса сығарылманы аңлатыуын билдәләп китәйек (теоретик механикала).

Сығарылмалар теҙемеҮҙгәртергә

Дәрәжәле функцияларҙың сығарылмалары Тригонометрик функцияларҙың сығарылмалары Кире тригонометрик функцияларҙың сығарылмалары
     
     
     
     

 
 

ДифференциалланыусанлыҡҮҙгәртергә

  функцияһының   нөктәһендә   сығарылмаһы, сикләнмә булараҡ, булырға йәки булмаҫҡа һәм сикле йәки сикһеҙ булырға мөмкин.   функцияһы   нөктәһендә дифференциалланыусы була шул саҡта һәм тик шул саҡта ғына, әгәр уның был нөктәлә сығарылмаһы булһа һәм сикле булһа:

 

  нөктәһендә дифференциалланыусы   функцияһы өсөн   тирә-яғында түбәндәгесә күрһәтеү дөрөҫ

    булғанда

ИҫкәрмәләрҮҙгәртергә

  •   функция аргументының үҫеше тип атала, ә   йәки   функция ҡиммәтенең   нөктәһендә үҫеше тип атала. Ул саҡта
     
  •   функцияһының һәр   нөктәһендә сикле сығарылмаһы булһын, ти. Ул саҡта сығарылма фу́нкция билдәләнә
     
  • Нөктәлә сығарылмаһы булған функция был нөктәлә өҙлөкһөҙ була. Киреһе һәр ваҡытта ла дөрөҫ түгел.
  • Әгәр функцияның сығарылмаһы үҙе өҙлөкһөҙ булһа, ул саҡта   функцияһын өҙлөкһөҙ дифференциалланыусы тип атайҙар һәм ошолай яҙалар:  

Сығарылманың геометрик һәм физик мәғәнәһеҮҙгәртергә

Тейеүсе тура һыҙыҡтың ауышлыҡ мөйөшө тангенсыҮҙгәртергә

 
Сығарылманың геометрик мәғәнәһе. Функцияның графигында x0 абсциссаһы һайлап алына һәм ярашлы ордината f(x0) иҫәпләп сығарыла. x0 нөктәһенең тирә-яғында ирекле x нөктәһе алына. F Функцияның графигында ярашлы нөктәләр аша киҫеүсе үткәрелә (беренсе аҡһыл-һоро һыҙыҡ C5). Δx = x — x0 алыҫлығы нулгә ынтыла, нәтижәлә киҫеүсе тейеүсегә әйләнә (яйлап ҡараңғыланыусы һыҙыҡтар C5 — C1). Был тейеүсенең α ауышлыҡ мөйөшө тангенсы — x0 нөктәһендәге сығарылма була ла инде.

Әгәр   функцияһының   нөктәһендә сикле сығарылмаһы булһа, ул саҡта   тирә-яғында уны

  һыҙыҡлы функцияһы менән яҡынайтып була.

  функцияһы   функцияһына   нөктәһендә тейеүсе тип атала.   һаны мөйөшсә коэффициент (тейеүсенең мөйөшсә коэффициенты) йәки тейеүсе тура һыҙыҡтың ауышлыҡ мөйөшө тангенсы тип атала.

Функцияның үҙгәреү тиҙлегеҮҙгәртергә

  — тура һыҙыҡлы хәрәкәт законы булһын, ти. Ул саҡта   хәрәкәттең   ваҡыт моментында кинәт тиҙлеген күрһәтә. Икенсе сығарылма     ваҡыт моментындағы кинәт тиҙләнеште күрһәтә.

Ғөмүмән,   функцияһының   нөктәһендә сығарылмаһы функцияның   нөктәһендә үҙгәреү тиҙлеген, йәғни   бәйләнеше менән бирелгән процесстың үтеү тиҙлеген күрһәтә.

 
Сығарылма тураһында, аргумент үҙгәргәндә функция үҙгәреүенең «аралығы» кеүек, башланғыс интуитив күҙаллау биреүсе анимация (тергеҙеү өсөн баҫығыҙ).

Юғары тәртиптәге сығарылмаларҮҙгәртергә

Ирекле тәртиптәге сығарылма тураһында төшөнсә рекуррентлы бирелә.

  тип уйлайыҡ.

Әгәр   функцияһы   нөктәһендә дифференциалланыусы булһа, ул саҡта беренсе тәртиптәге сығарылма

  нисбәте менән билдәләнә.

Хәҙер  -сы тәртиптәге сығарылма     нөктәһенең ниндәйҙер эргә-яғында бирелһен һәм дифференциалланыусы булһын, ти. Ул саҡта

 

Әгәр   функцияһының ниндәйҙер D өлкәһендә үҙгәреүсәндәрҙең берәүһе буйынса айырым сығарылмаһы булһа, ул саҡта әйтелгән сығарылманың, үҙе   үҙгәреүсәндәренән функция булараҡ, ниндәйҙер   нөктәһендә теге йәки был үҙгәреүсән буйынса айырым сығарылмаһы булырға мөмкин. Баштағы   функцияһы өсөн был сығарылмалар икенсе тәртиптәге айырым сығарылма (йәки икенсе айырым сығарылма) булалар.

  йәки  
  йәки  

Төрлө үҙгәреүсәндәр буйынса алынған икенсе йәки юғарыраҡ тәртиптәге айырым сығарылма аралаш айырым сығарылма тип атала. Мәҫәлән,

 

Сығарылмаларҙы яҙыу ысулдарыҮҙгәртергә

Маҡсатҡа һәм ҡулланылған математик аппараттың ҡулланыу өлкәһенә бәйле, сығарылмаларҙы яҙыуҙың төрлө ысулдарын ҡулланалар. Шулай, n-сы тәртиптәге сығарылма түбәндәге нотацияларҙа яҙылырға мөмкин:

  • Лагранждың  , был осраҡта бәләкәй n өсөн йыш ҡына штрихтар һәм рим цифрҙары ҡулланыла:
 
 
 
  һәм башҡа шулай

Бындай яҙыу үҙенең ҡыҫҡалығы менән уңайлы һәм киң таралған; әммә штрихтар менән өсөнсө тәртиптән юғары булмаған сығарылмалар өсөн генә тамғалау рөхсәт ителә.

  • Лейбництың, сикһеҙ бәләкәй сағыштырмаларҙы асыҡ яҙыу менән уңайлы(тик   — бәйләнешһеҙ үҙгәреүсән булғанда; кире осраҡта тамғалау беренсе тәртиптәге сығарылма өсөн генә дөрөҫ):
 
  • Ньютондың, механикала йыш координата функцияһының ваҡыт буйынса сығарылмаһы өсөн ҡулланыла (арауыҡ сығарылмаһы өсөн йышыраҡ Лагранж яҙыуын ҡулланалар). Сығарылманың тәртибе функция өҫтөндәге нөктәләр һаны менән тамғалана, мәҫәлән:
  —  -тың   буйынса   булғанда беренсе тәртиптәге сығарылмаһы, йәки   —  -тың   буйынса   нөктәһендә икенсе тәртиптәге сығарылма һәм б. ш.
 , йәки ҡайһы берҙә  .
  • Вариацион иҫәпләмәлә һәм математик физикала йыш  ,   тамғалауы ҡулланыла; нөктәлә сығарылма ҡиммәте өсөн —  . Айырым сығарылмалар өсөн тамғалау шул уҡ, шуға күрә тамғалау мәғәнәһен контекстан асыҡлайҙар.

Әлбиттә, шуның менән бергә улар бөтәһе лә бер үк объекттарҙы тамғалау өсөн хеҙмәт итәләр икәнде онотмаҫҡа кәрәк:

 

МиҫалдарҮҙгәртергә

  •   булһын, ти. Ул саҡта
 
  •   булһын. Ул саҡта әгәр   булһа, ул саҡта
 

бында   тамға функцияһын аңлата. Ә әгәр   булһа, ул саҡта   ә тимәк   юҡ.

Дифференциаллау ҡағиҙәләреҮҙгәртергә

Сығарылма табыу операцияһы дифференциаллау тип атала. Был операцияны башҡарғанда йыш ҡына функцияларҙың бүлендектәре, суммалары, ҡабатландыҡтары, шулай уҡ «функциялар функцияһы», йәғни ҡатмарлы функциялар менән эш итергә тура килә. Сығарылманың билдәләмәһенән сығып, был эште еңеләйтеүсе дифференциаллау ҡағиҙәләре сығарырға була. Әгәр   — даими һан һәм   — ниндәйҙер дифференциалланыусы функциялар булһа, ул саҡта ошондай дифференциаллау ҡағиҙәләре дөрөҫ:

  •  
  •  
  •  [3]

Ҡалып:Иҫбатлау

  •  [4]

Ҡалып:Иҫбатлау

  •  
  •   …(g 0)

Ҡалып:Иҫбатлау

  •   (g 0)
  • Әгәр функция параметрлы бирелһә:

 , то  

  •  
  • Ҡабатландыҡ һәм бүлендек сығарылмалары формулалары n-тапҡырлы дифференциаллау осрағына дөйөмләштереләләр (Лейбниц формулаһы):
  бында   — биномиаль коэффициенттар.

Сығарылманың артабанғы үҙсәнлектәре дифференциаллау ҡағиҙәләренә өҫтәлмә булып хеҙмәт итәләр:

  • әгәр функция   интервалында дифференциалланыусы булһа, ул   интервалында өҙлөкһөҙ була. Киреһе, ғөмүмән алғанда, дөрөҫ түгел (мәҫәлән,   функцияһы   киҫегендә);
  • әгәр функцияның аргументтың  -ҡа тигеҙ ҡиммәтендә локаль максимумы/минимумы булһа, ул саҡта   (был Ферма леммаһы тип атала);
  • был функцияның сығарылмаһы берҙән-бер, ләкин төрлө функцияларҙың бер төрлө сығарылмалары булырға мөмкин.
  •  

Ҡалып:Доказ1

Ҡайһы бер функцияларҙың сығарылмалары теҙемеҮҙгәртергә

  функцияһы Сығарылмаһы   Иҫкәрмә
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Вектор-функцияның параметр буйынса сығарылмаһыҮҙгәртергә

  вектор-функцияһының параметр буйынса сығарылмаһына билдәләмә бирәйек:

 .

Әгәр   нөктәһендә сығарылмаһы булһа, вектор-функция был нөктәлә дифференциалланыусы функция тип атала. Сығарылма өсөн   координаталы функциялар булалар.

Вектор-функция сығарылмаһының үҙсәнлектәре (һәр ерҙә сығарылмалар бар тип күҙаллана):

  •   — сумманың сығарылмаһы сығарылмалар суммаһына тигеҙ.
  •   — бында   — дифференцияланыусы скаляр функция.
  •   — скаляр ҡабатландыҡты дифференциаллау.
  •   — векторлы ҡабатландыҡты дифференциаллау.
  •   — аралаш ҡабатландыҡты дифференциаллау.

Сығарылмаларҙы биреү ысулдарыҮҙгәртергә

  • Джексон сығарылмаһы[5]:
 

Вариациялар һәм дөйөмләштереүҙәрҮҙгәртергә

Шулай уҡ ҡарағыҙҮҙгәртергә


ИҫкәрмәләрҮҙгәртергә

  1. Колмогоров А. Н., Абрамов А. М., Дудницын Ю. П. Алгебра и начала анализа. Учебник для 10-11 классов средней школы. — М., Просвещение, 1994. — ISBN 5-09-006088-6. — C. 155—156
  2. Комков Г. Д., Левшин Б. В., Семенов Л. К. Академия наук СССР. Краткий исторический очерк (в двух томах) — 2-е изд. — М.: Наука, 1977. — Т. 1. 1724—1917. — Б. 173.
  3. Сумманың сығарылмаһы сығарылмалар суммаһына тигеҙ
  4. Ошонан сығып, айырым алғанда, функциялар һәм константа ҡабатландығының сығарылмаһы был функция сығарылмаһының константаға ҡабатландығына тигеҙ булыуы килеп сыға
  5. A.I. Olemskoi, S.S. Borysov, a, and I.A. Shuda. Statistical field theories deformed within different calculi

ӘҙәбиәтҮҙгәртергә

ҺылтанмаларҮҙгәртергә