Механический смысл производной

Решение задачи о нахождении скорости различных процессов приводит к понятию производной функции. Рассмотрим скорость прямолинейного движения. Пусть тело, двигаясь с переменной скоростью, прошло путь S, тогда средняя скорость равна:

,

где t- время движения тела. Разобьем весь путь на n отдельных участков: DS₁, DS₂,…,DS_n, пройденные соответственно за время: Dt₁, Dt₂,..,Dt_n, тогда скорости на этих участках:

Если величину участков уменьшить, т.е. задать Dt®0, то средняя скорость стремится к пределу, который представляет собой скорость движения тела в данный момент времени или мгновенную скорость:

Таким образом, мгновенная скорость есть предел отношения приращения пути к приращению времени, когда приращение времени стремится к нулю.

1. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПРОИЗВОДНОЙ

Пусть функция у=f(x) задана графически. Возьмем на кривой произвольно точку М(х,у). Зададим приращение аргументу Dх, тогда функция получит приращение Dу и на графике мы получим точку М₁ с координатами (х+Dх;у+Dу). Проведем секущую ММ₁ и обозначим угол наклона секущей к оси Ох через j: tgj=Dy/Dx

Рис 1. Геометрический смысл производной и дифференциала функции.

Пусть Dх® 0, тогда точка М₁ будет стремиться к точке М, величина угла j будет изменяться. При приближении ММ₁ к касательной МТ, угол j приближается к углу a, следовательно, tga равен угловому коэффициенту касательной:

Таким образом, геометрический смысл производной заключается в том, что она есть угловой коэффициент касательной к графику функции в этой точке.

Дата добавления: 2014-10-15