Математический анализ. Дифференциальное исчисление функций одной переменной. Ларин А.А. - 28 стр.

UptoLike

Составители: 

28
(()),,
yytxxX
=∈
называется параметрически заданной функцией .
Пример 2. Пусть
36
,,1.
TRxtyt
===+
Данные уравнения
определяют функцию , которая может быть явно задана с помощью
формулы
2
1.
yx
=+
Пусть теперь функции
xt
и
()
yt
дифференцируемы в точке
0
,
t
0
()0,
xt
и пусть функция
xt
непрерывна и строго монотонна в
некоторой окрестности точки
0
.
t
Тогда сложная функция
(())
yytx
=
дифференцируема в точке
00
()
xxt
=
как композиция дифференцируемых
функций
()
yt
и
().
tx
При этом справедлива формула
1
.
t
xtxt
tt
y
yyty
xx
′′
==⋅=
′′
Предположим , что функции
()
xt
и
()
yt
дважды дифференцируемы в
точке
0
,
t
и пусть
0
()0.
xt
Рассуждая так же, как и при рассмотрении
второй производной обратной функции, получаем , что функция
(())
yytx
=
дважды дифференцируема по
x
в точке
00
(),
xxt
=
причём
22
2
3
().
()
tt
tttt
xxx
x
ttt
xt
yxxy
yy
yyt
xxx
′′
′′
−⋅
′′
′′
===⋅=

′′

Аналогично рассматриваются производные и более высокого порядка.
Дифференциалы высших порядков
Пусть функция
()
yfx
=
дважды дифференцируема в точке
.
x
Запишем
её дифференциал в этой точке
().
dyfxdx
=
Заметим , что при фиксированной функции
()
fx
величина
dy
зависит как
от точки
,
x
так и от дифференциала
.
dx
Дифференциал от дифференциала первого порядка
()
dyfxdx
=
функции
(),
yfx
=
рассматриваемого только как функция переменной
x
(т.е. приращение
dx
аргумента
x
предполагается постоянным), при
                                     28
                          y = y (t ( x )) , x ∈ X ,
называется параметрически заданной функцией.

  Пример 2.      Пусть T = R , x =t 3 , y =t 6 +1. Данные уравнения
определяют функцию, которая может быть явно задана с помощью
формулы y = x 2 +1.

   Пусть теперь функции x(t ) и y (t ) дифференцируемы в точке t0 ,
x′(t0 ) ≠0, и пусть функция x(t ) непрерывна и строго монотонна в
некоторой окрестности точки t0 . Тогда сложная функция y =y (t ( x ))
дифференцируема в точке x0 = x (t0 ) как композиция дифференцируемых
функций y( t ) и t ( x ). При этом справедлива формула

                                                        1    y′
                             y′x = yt′ ⋅ t ′x = yt′ ⋅       = t .
                                                        xt′  xt′

   Предположим, что функции x( t ) и y( t ) дважды дифференцируемы в
точке t0 , и пусть x ′(t0 ) ≠0. Рассуждая так же, как и при рассмотрении
второй производной обратной функции, получаем, что функция y =y (t ( x ))
дважды дифференцируема по x в точке x0 = x(t0 ), причём


                             ′ � y� t ′ ′� � yt ′         yt′′2 ⋅ xt′ − xt′′2 ⋅ yt′
           y′′x2 = ( y′x )′x = � �      = � �     ⋅ t ′ =                           .
                                  x ′
                                � �t x � � t tx ′     x
                                                                    ( xt′ ) 3




   Аналогично рассматриваются производные и более высокого порядка.

                      Дифференциалы высших порядков

   Пусть функция y = f ( x ) дважды дифференцируема в точке x. Запишем
её дифференциал в этой точке
                               dy = f ′( x ) dx.
Заметим, что при фиксированной функции f ( x ) величина dy зависит как
от точки x , так и от дифференциала dx .

   Дифференциал от дифференциала первого порядка

                                        dy = f ′( x ) dx

функции y = f ( x ), рассматриваемого только как функция переменной
x (т.е. приращение dx аргумента x предполагается постоянным), при