Производной функции $y = f(x)$ в данной точке $х_0$ называют предел отношения приращения функции к соответствующему приращению его аргумента при условии, что последнее стремится к нулю:
$f'(x_0)={lim}↙{△x→0}{△f(x_0)}/{△x}$
Дифференцированием называют операцию нахождения производной.
Таблица производных некоторых элементарных функций
| Функция | Производная |
| $c$ | $0$ |
| $x$ | $1$ |
| $x^n$ | $nx^{n-1}$ |
| ${1}/{x}$ | $-{1}/{x^2}$ |
| $√x$ | ${1}/{2√x}$ |
| $e^x$ | $e^x$ |
| $lnx$ | ${1}/{x}$ |
| $sinx$ | $cosx$ |
| $cosx$ | $-sinx$ |
| $tgx$ | ${1}/{cos^2x}$ |
| $ctgx$ | $-{1}/{sin^2x}$ |
Основные правила дифференцирования
1. Производная суммы (разности) равна сумме (разности) производных
$(f(x) ± g(x))’= f'(x)±g'(x)$
Найти производную функции $f(x)=3x^5-cosx+{1}/{x}$
Производная суммы (разности) равна сумме (разности) производных.
$f'(x) = (3x^5 )’-(cos x)’ + ({1}/{x})’ = 15x^4 + sinx — {1}/{x^2}$
2. Производная произведения
$(f(x) · g(x))’= f'(x) · g(x)+ f(x) · g(x)’$
Найти производную $f(x)=4x·cosx$
$f'(x)=(4x)’·cosx+4x·(cosx)’=4·cosx-4x·sinx$
3. Производная частного
$({f(x)}/{g(x)})’={f'(x)·g(x)-f(x)·g(x)’}/{g^2(x)}$
Найти производную $f(x)={5x^5}/{e^x}$
$f'(x)={(5x^5)’·e^x-5x^5·(e^x)’}/{(e^x)^2}={25x^4·e^x-5x^5·e^x}/{(e^x)^2}$
4. Производная сложной функции равна произведению производной внешней функции на производную внутренней функции
$f(g(x))’=f'(g(x))·g'(x)$
$f(x)= cos(5x)$
$f'(x)=cos'(5x)·(5x)’=-sin(5x)·5= -5sin(5x)$
Физический смысл производной
Если материальная точка движется прямолинейно и ее координата изменяется в зависимости от времени по закону $x(t)$, то мгновенная скорость данной точки равна производной функции.
$v(t) = x'(t)$
Точка движется по координатной прямой согласно закону $x(t)= 1,5t^2-3t + 7$, где $x(t)$ — координата в момент времени $t$. В какой момент времени скорость точки будет равна $12$?
Решение:
1. Скорость – это производная от $x(t)$, поэтому найдем производную заданной функции
$v(t) = x'(t) = 1,5·2t -3 = 3t -3$
2. Чтобы найти, в какой момент времени $t$ скорость была равна $12$, составим и решим уравнение:
$3t-3 = 12$
$3t = 15$
$t = 5$
Ответ: $5$
Геометрический смысл производной
Напомним, что уравнение прямой, не параллельной осям координат, можно записать в виде $y = kx + b$, где $k$ – угловой коэффициент прямой. Коэффициент $k$ равен тангенсу угла наклона между прямой и положительным направлением оси $Ох$.
$k = tgα$
Производная функции $f(x)$ в точке $х_0$ равна угловому коэффициенту $k$ касательной к графику в данной точке:
$f'(x_0) = k$
Следовательно, можем составить общее равенство:
$f'(x_0) = k = tgα$
На рисунке касательная к функции $f(x)$ возрастает, следовательно, коэффициент $k > 0$. Так как $k > 0$, то $f'(x_0) = tgα > 0$. Угол $α$ между касательной и положительным направлением $Ох$ острый.
На рисунке касательная к функции $f(x)$ убывает, следовательно, коэффициент $k < 0$, следовательно, $f'(x_0) = tgα < 0$. Угол $α$ между касательной и положительным направлением оси $Ох$ тупой.
На рисунке касательная к функции $f(x)$ параллельна оси $Ох$, следовательно, коэффициент $k = 0$, следовательно, $f'(x_0) = tg α = 0$. Точка $x_0$, в которой $f ‘(x_0) = 0$, называется экстремумом.
На рисунке изображён график функции $y=f(x)$ и касательная к этому графику, проведённая в точке с абсциссой $x_0$. Найдите значение производной функции $f(x)$ в точке $x_0$.
Решение:
Касательная к графику возрастает, следовательно, $f'(x_0) = tg α > 0$
Для того, чтобы найти $f'(x_0)$, найдем тангенс угла наклона между касательной и положительным направлением оси $Ох$. Для этого достроим касательную до треугольника $АВС$.
Найдем тангенс угла $ВАС$. (Тангенсом острого угла в прямоугольном треугольнике называется отношение противолежащего катета к прилежащему катету.)
$tg BAC = {BC}/{AC} = {3}/{12}= {1}/{4}=0,25$
$f'(x_0) = tg ВАС = 0,25$
Ответ: $0,25$
Производная так же применяется для нахождения промежутков возрастания и убывания функции:
Если $f'(x) > 0$ на промежутке, то функция $f(x)$ возрастает на этом промежутке.
Если $f'(x) < 0$ на промежутке, то функция $f(x)$ убывает на этом промежутке.
На рисунке изображен график функции $y = f(x)$. Найдите среди точек $х_1,х_2,х_3…х_7$ те точки, в которых производная функции отрицательна.
В ответ запишите количество данных точек.
Решение:
Отрицательным значениям производной соответствуют интервалы, на которых функция $f (x)$ убывает. Поэтому, выделим на рисунке интервалы, на которых функция убывает.
В выделенных интервалах находятся точки $х_2, х_4$. В ответ напишем их количество $2$.
Ответ: $2$
Необходимая теория:
Производная функции
Таблица производных
Первообразная функции
Задание 7 Профильного ЕГЭ по математике — это задачи на геометрический и физический смысл производной. Это задачи о том, как производная связана с поведением функции. И еще (правда, очень редко) в этих задачах встречаются вопросы о первообразной.
Геометрический смысл производной
Вспомним, что производная — это скорость изменения функции.
Производная функции в точке
равна угловому коэффициенту касательной, проведенной к графику функции в этой точке. Производная также равна тангенсу угла наклона касательной.
1. На рисунке изображён график функции и касательная к нему в точке с абсциссой
Найдите значение производной функции
в точке
Производная функции в точке
равна тангенсу угла наклона касательной, проведенной в точке
.
Достроив до прямоугольного треугольника АВС, получим:
Ответ: 0,25.
2. На рисунке изображён график функции и касательная к нему в точке с абсциссой
Найдите значение производной функции в точке
Начнём с определения знака производной. Мы видим, что в точке функция убывает, следовательно, её производная отрицательна. Касательная в точке
образует тупой угол
с положительным направлением оси
. Поэтому из прямоугольного треугольника мы найдём тангенс угла
, смежного с углом
.
Мы помним, что тангенс угла в прямоугольном треугольнике равен отношению противолежащего катета к прилежащему: Поскольку
, имеем:
Ответ: −0, 25.
Касательная к графику функции
3. Прямая является касательной к графику функции
Найдите абсциссу точки касания.
Запишем условие касания функции и прямой
в точке
При значения выражений
и
равны.
При этом производная функции равна угловому коэффициенту касательной, то есть
.
Из второго уравнения находим или
Первому уравнению удовлетворяет только
.
Физический смысл производной
Мы помним, что производная — это скорость изменения функции.
Мгновенная скорость — это производная от координаты по времени. Но это не единственное применение производной в физике. Например, cила тока — это производная заряда по времени, то есть скорость изменения заряда. Угловая скорость — производная от угла поворота по времени.
Множество процессов в природе, экономике и технике описывается дифференциальными уравнениями — то есть уравнениями, содержащими не только сами функции, но и их производные.
4. Материальная точка движется прямолинейно по закону , где
— расстояние от точки отсчета в метрах,
— время в секундах, измеренное с начала движения. Найдите ее скорость (в м/с) в момент времени
с.
Мгновенная скорость движущегося тела является производной от его координаты по времени. Это физический смысл производной. В условии дан закон изменения координаты материальной точки, то есть расстояния от точки отсчета:
Найдем скорость материальной точки как производную от координаты по времени:
В момент времени
получим:
.
Ответ: 3.
Применение производной к исследованию функций
Каждый год в вариантах ЕГЭ встречаются задачи, в которых старшеклассники делают одни и те же ошибки.
Например, на рисунке изображен график функции — а спрашивают о производной. Кто их перепутал, тот задачу не решил.
Или наоборот. Нарисован график производной — а спрашивают о поведении функции.
И значит, надо просто внимательно читать условие. И знать, как же связана производная с поведением функции.
Если , то функция
возрастает.
Если , то функция
убывает.
В точке максимума производная равна нулю и меняет знак с «плюса» на «минус».
В точке минимума производная тоже равна нулю и меняет знак с «минуса» на «плюс».
| возрастает | точка максимума | убывает | точка минимума | возрастает | |
| 0 | 0 |
5. На рисунке изображен график функции , определенной на интервале
Найдите количество точек, в которых производная функции
равна 0.
Производная функции в точках максимума и минимума функции
Таких точек на графике 5.
Ответ: 5.
6. На рисунке изображён график — производной функции
, определённой на интервале
. В какой точке отрезка
функция
принимает наибольшее значение?
Не спешим. Зададим себе два вопроса: что изображено на рисунке и о чем спрашивается в этой задаче?
Изображен график производной, а спрашивают о поведении функции. График функции не нарисован. Но мы знаем, как производная связана с поведением функции.
На отрезке производная функции
положительна.
Значит, функция возрастает на этом отрезке. Большим значениям х соответствует большее значение
Наибольшее значение функции достигается в правом конце отрезка, то есть в точке 3.
Ответ: 3.
7. На рисунке изображён график функции , определённой на интервале
. Найдите количество точек, в которых касательная к графику функции параллельна прямой
Прямая параллельна оси абсцисс. Найдем на графике функции
точки, в которых касательная параллельна оси абсцисс, то есть горизонтальна. Таких точек на графике 7. Это точки максимума и минимума.
Ответ: 7.
8. На рисунке изображен график производной функции , определенной на интервале
Найдите количество точек максимума функции
на отрезке
Очень внимательно читаем условие задачи. Изображен график производной, а спрашивают о точках максимума функции. В точке максимума производная равна нулю и меняет знак с «плюса» на «минус». На отрезке такая точка всего одна! Это
Ответ: 1.
9. На рисунке изображен график производной функции , определенной на интервале
Найдите точку экстремума функции
на отрезке
Точками экстремума называют точки максимума и минимума функции. Если производная функции в некоторой точке равна нулю и при переходе через эту точку меняет знак, то это точка экстремума. На отрезке график производной (а именно он изображен на рисунке) пересекает ось абсцисс в точке
В этой точке производная меняет знак с минуса на плюс.
Значит, является точкой экстремума.
Первообразная и формула Ньютона-Лейбница
Функция , для которой
является производной, называется первообразной функции
Функции вида
образуют множество первообразных функции
10. На рисунке изображён график — одной из первообразных некоторой функции
, определённой на интервале
Пользуясь рисунком, определите количество решений уравнения
на отрезке
Функция для которой
является производной, называется первообразной функции
Это значит, что на графике нужно найти такие точки, принадлежащие отрезку , в которых производная функции
равна нулю. Это точки максимума и минимума функции
На отрезке
таких точек 4.
Ответ: 4.
Больше задач на тему «Первообразная. Площадь под графиком функции» — в этой статье
Первообразная функции. Формула Ньютона-Лейбница.
Благодарим за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Задание №7. Производная. Поведение функции. Первообразная u0026#8212; профильный ЕГЭ по Математике» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.
Публикация обновлена:
09.03.2023
Справочник
Задание №7 профильная математика
Производной функции y=f(x)в точке x0 называется предел (если он существует
и конечен) отношения приращения функции к приращению аргумента при условии, что
последнее стремится к нулю. То есть,
|
Геометрический смысл производной |
Физический смысл производной |
|
Значение f’(хo) |
Если точка движется вдоль оси х и ее V(t)=x’(t) |
|
• Если f’(x) < 0 на промежутке, то функция f(x) убывает на |
• Если функция f(x) убывает на |
|
|
|
|
Если прямые параллельны, то их угловые коэффициенты |
|
|
• • • |
Пусть функция f(х) дифференцируема на интервале (a;b), хo Є (a; b) и f’(хo) = 0, то: • • |
Примеры заданий
|
№ |
Задание |
Что делать? |
|
1. |
На рисунке изображен график функции y=f(x) и касательная к нему в точке х0. Найдите значение производной
|
Найти тангенс угла наклона касательной к оси На рисунке выделены точки на касательной, на если α >900, |
|
2. |
На рисунке изображен график функции y=f(x), определённый на интервале (-10;2). Найдите количество точек, в |
Подсчитать количество точек |
|
3. |
На рисунке изображен график функции y=f(x), определённый на интервале (-1;12). Найдите количество целых точек, |
Подсчитать целые точки на промежутках убывания функции |
|
4. |
На рисунке изображен график функции y=f(x) и отмечены точки -2, -1, 2, 3. В какой из этих точек значение |
x=-2, то f x=-1, то f x=2, то f ↑ => f’ >0 x=3, то f ↓ => f’ <0 |
|
5. |
На рисунке изображён график |
В скольких точках функция убывает |
|
6. |
На рисунке изображен график функции y=f’(x ) – производной функции f(x), |
Промежутки убывания функции =производная на |
|
7. |
На рисунке изображен график функции y=f’(x ) – производной функции f(x), |
Промежутки возрастания функции =производная |
|
8. |
На рисунке изображены график функции y=f’(x ) – производной функции f(x) и семь точек |
Сосчитать количество точек, в которых |
|
9. |
Прямая y=6x+9 параллельна касательной к графику функции y=x2+7х-6. Найдите |
Если прямые параллельны, то их угловые Найти производную функции (x2+7х-6)’=2x+7=kкас=6 => x=-0,5 |
|
10. |
Прямая y=-9x+5 параллельна касательной к графику функции y=аx2+15х+11. Найдите |
Найти производную функции (аx2+15х+11)’=2a+15= => a= -12 |
|
11. |
На рисунке изображён график y=f’(x) – производной функции f(x), определённой на интервале (-9;3). Найдите |
Провести горизонтальную прямую y=2 и |
|
12. |
На рисунке изображён график функции y=f(x), определённой на интервале (-3;9). Найдите количество точек, в которых |
Т.к. угловой коэффициент прямой y=12 равен 0, то считаем количество |
|
13. |
На рисунке изображен график производной |
Находим точку на графике y=f’(x), в которой у=0, т.е.точку пересечения данного графика с осью Ох => -3 |
|
14. |
На рисунке изображен график производной [-6;-1] функция f(x) принимает наибольшее значение? |
На отрезке [-6;-1] производная положительна => функция возрастает, т.е. достигает Значит в х=-6 достигает наименьшего |
|
15. |
На рисунке изображён график y=f’(x) – производной функции f(x), определённой |
Находим точку на оси Ох, в которой => -1 |
|
16. |
На рисунке изображён график y=f’(x) – производной функции f(x), определённой |
Находим точку на оси Ох, в которой |
|
17. |
На рисунке изображён график функции y=f(x), определённой на интервале (-5;7). Найдите сумму точек экстремума |
Считаем сумму «горбов и впадин» по оси Ох: |
|
18. |
На рисунке изображён график y=f’(x) – производной функции f(x), определённой |
Находим точки на оси Ох, в которой => х= -4 и х=4 => 2 |
|
19. |
На рисунке изображён график y=f’(x) – производной функции f(x), определённой [-14;2]. |
Считаем количество точек пересечения графика |
|
20. |
Материальная точка движется прямолинейно по |
V(t=3)=x’(t)=( t2-3t-29)’= =2t-3=2*3-3=3 |
|
21. |
Материальная точка движется прямолинейно по |
V(t)=x’(t)=( 1/6t3-2t2-4t+39)’= =1/6 *3t2-2*2t-4=0.5t-4t-4 Если V=38, то 0.5t2-4t-4=38 0.5t2-4t-4-38=0 t2-8t-84=0 Решая уравнение через D, |
Производная функции на ЕГЭ
- 08.11.2013
Материал для подготовки к ЕГЭ по математике на тему: «Производная функции».
Содержание темы:
17. ПРОИЗВОДНАЯ ФУНКЦИИ
17.1. Правила дифференцирования
17.2. Таблица производных элементарных и сложных функций
17.3. Геометрический и физический смысл производной
Тест для проверки теоретических знаний
Примеры
Задачи для самостоятельного решения
Контрольный тест
Рекомендуем использовать этот материал при тщательной подготовке к сдаче ЕГЭ на высокий балл.
В теме содержатся теория и практические задания различного уровня сложности.
Смотреть в PDF:
Или прямо сейчас: Скачайте в pdf файле.
Наверх
Шпаргалка по математике для 11 класса таблица производных, формулы и теория по производным может пригодиться при решении задания №7 ЕГЭ по математике.
Ссылка для скачивания шпаргалки №1 по производным: скачать в PDF
Ссылка для скачивания шпаргалки №2 по производным: скачать в PDF
В данной шпаргалке вы найдёте: формулы и правила дифференцирования, применение производной к исследованию функции, анализ графиков, геометрический и физический смысл производной, задачи на нахождения тангенса, задачи на нахождение коэффициента К, задачи на нахождение значения производной, условие касания функции и прямой.
Смотреть онлайн:
Кому нужно углубиться в данную тему, смотрите бесплатный видеоурок:
Смотреть видеоурок 2019-2020 производная, таблица производных
ПОДЕЛИТЬСЯ МАТЕРИАЛОМ
1. Геометрический смысл производной
На рисунке изображён график функции 



2.1. Прямая 

2.2. Прямая 

2.3 Прямая 

2.4 Прямая 

2.5. Прямая 

2.6 Прямая 

2.7. Прямая 

2.8 Прямая 

3. 1. На рисунке изображен график производной функции 



3.2. На рисунке изображен график производной функции 



|
4.1. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
4.2. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.1. На рисунке изображен график функции |
|
|
7.2. На рисунке изображен график функции |
|
|
7.3. На рисунке изображен график функции |
|
|
7.4. На рисунке изображен график функции |
|
|
7.5. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.6. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.7. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.8. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.9. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.10. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.11. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.12.На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.13. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
|
|
|
7.15. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
7.16. На рисунке изображен график производной функции |
|
|
Ответы |
|||||||||
|
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
2.1 |
2.2 |
|
0,25 |
-0,75 |
0,25 |
0,25 |
-0,25 |
1 |
-0,5 |
0,25 |
4,5 |
-0,5 |
|
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
2.7 |
2.8 |
3.1 |
3.2 |
4.1 |
4.2 |
|
4,5 |
5,5 |
1 |
1 |
-1 |
-5 |
2 |
-2 |
-4 |
12 |
|
5.1 |
5.2 |
5.3 |
6.1 |
6.2 |
6.3 |
7.1 |
7.2 |
7.3 |
7.4 |
|
-1 |
5 |
4 |
-10 |
3 |
4 |
5 |
3 |
3 |
-1 |
|
7.5 |
7.6 |
7.7 |
7.8 |
7.9 |
7.10 |
7.11 |
7.12 |
7.13 |
7.14 |
|
-1 |
7 |
4 |
-2 |
-4 |
18 |
6 |
-3 |
2 |
7 |
|
7.15 |
7.16 |
||||||||
|
-3 |
6 |







































































