Тема . Математический анализ

.23 Производные функции в точке

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#46178

Вспомним теорему о производной композиции:

Теорема (о производной композиции функций). Пусть:
1) Функция φ (x )  имеет в точке x0   производную, равную  ′
φ (x0)  ;
2) Функция f (u )  имеет в точке φ (x0 )  производную, равную f′(φ (x0)).
Тогда их композиция f (φ(x))  будет иметь в точке x
  0   производную, да притом:

f′(φ(x))(x0 ) = f′(φ(x0))⋅φ′(x0)

Тем самым, мы видим, что наличие производной у внутренней функции φ  в точке x0,  и у внешней f  в точке φ(x0)  гарантирует то, что композиция f(φ)  - дифференцируема в точке x0.  Зададимся вопросом, а являются ли вышеперечисленные условия необходимыми для того, чтобы композиция двух функций была дифференцируема?

Задача:
a) Бывают ли такие функции f  и φ,  что f  не дифференцируема в точке φ (x ),
    0  φ  - дифференцируема в точке x0,  а композиция f(φ),  тем не менее, дифференцируема в точке x0   ?

b) Бывают ли такие функции f  и φ,  что f  дифференцируема в точке φ(x ),
   0  φ  - не дифференцируема в точке x0,  а композиция f(φ),  тем не менее, дифференцируема в точке x0   ?

c) Бывают ли такие функции f  и φ,  что ни f  не дифференцируема в точке φ (x0),  ни φ  не дифференцируема в точке x0,  а композиция f(φ),  тем не менее, дифференцируема в точке x0   ?

Показать ответ и решение

a) Да, так бывает. Пусть f(u) = |u | - не дифференцируемая в нуле функция. Пусть φ(x) ≡ 0  - константная функция, во всех точках равная нулю. Тогда, как и любая константная функция φ  - дифференцируема во всех точках.
И, нетрудно видеть, f (φ (x)) ≡ 0  - дифференцируема в точке x0 = 0,  хотя f  не была дифференцируема в φ (x0 ) = 0.

b) Подойдёт тот же пример, что и в пункте a), только φ  и f  надо поменять местами.

c) Рассмотрим такие функции:

       (
       {x    при x ≥ 0
φ(x) = (
        3x   при x < 0

       (
       { − 3x  при x ≥ 0
f(x) = (
         − x   при x < 0

Ясно, что ни φ,  ни f  не дифференцируемы в точке x0 = 0  - у них в этой точке есть только односторонние производные - правая и левая - и эти правая и левая производная у них в точке 0 не совпадают. А значит ни о какой дифференцируемости в нуле для функций f  и g  речи идти не может.

Однако f(φ (x )) = − 3x  - всюду дифференцируемая функция, в частности, эта композиция дифференцируема в точке x0 = 0.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!