
ÀËÃÅÁÐÀ
§ 23. Ïðîèçâîäíàÿ
ÀËÃÅÁÐÀ
315314
Ðàçäåë VII. ÝËÅÌÅÍÒÛ ÌÀÒ. ÀÍÀËÈÇÀ
ïðîèçâîäíîé. Íàïðèìåð, åñëè äàíà ôóíêöèÿ
,
2
xy =
òî
;2)( xxf =
¢
ïðè õ = 2 íàõîäèì
,4)2( =
¢
f
à ïðè õ =
= 3 èìååì
.6)3( =
¢
f
Ýòî çíà÷èò, ÷òî â òî÷êå
õ = 2 ôóíêöèÿ èçìåíÿåòñÿ â 4 ðàçà áûñòðåå àðãóìåí-
òà, à â òî÷êå õ = 3 â 6 ðàç áûñòðåå.
226. Âòîðàÿ ïðîèçâîäíàÿ è åå ôèçè÷åñêèé ñìûñë.
Ïóñòü ôóíêöèÿ
)(xfy =
èìååò ïðîèçâîäíóþ
).(xf
¢
Ýòî íîâàÿ ôóíêöèÿ, êîòîðàÿ â ñâîþ î÷åðåäü ìîæåò
èìåòü ïðîèçâîäíóþ. Ïðîèçâîäíàÿ ôóíêöèè
)(xf
¢
íàçûâàåòñÿ âòîðîé ïðîèçâîäíîé ôóíêöèè
)(xfy =
è îáîçíà÷àåòñÿ
)(xf
¢¢
èëè
.y
¢¢
Ï ð è ì å ð 1. Íàéòè
,y
¢¢
åñëè ó = õ
10
.
q Èìååì
,10)(
910
xx =
¢
à
.90)10(
89
xx =
¢
Èòàê,
.90)(
810
xx =
¢¢
n
Ïóñòü
)(tss =
çàêîí ïðÿìîëèíåéíîãî äâèæå-
íèÿ. Òîãäà âòîðàÿ ïðîèçâîäíàÿ âûðàæàåò ñêîðîñòü
èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ýòîãî äâèæåíèÿ, ò. å. óñêîðå-
íèå
).(tsa
¢¢
=
 ýòîì ñîñòîèò ôèçè÷åñêèé ñìûñë âòî-
ðîé ïðîèçâîäíîé.
Ï ð è ì å ð 2. Ìàòåðèàëüíàÿ òî÷êà äâèæåòñÿ
ïðÿìîëèíåéíî ïî çàêîíó
.
12
1
-
=
t
s
Äîêàçàòü, ÷òî
ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà òåëî, ïðîïîðöèîíàëüíà êóáó
ïðîéäåííîãî ïóòè.
q Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà
,maF =
ãäå
F
ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà òåëî, à óñêîðåíèå,
225. Ôèçè÷åñêèé ñìûñë ïðîèçâîäíîé. Ñêîðîñòü
ïðîèçâîëüíî äâèæóùåéñÿ òî÷êè ÿâëÿåòñÿ âåêòîðíîé
âåëè÷èíîé, îíà îïðåäåëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ âåêòîðà
ïåðåìåùåíèÿ òî÷êè çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè. Îäíà-
êî åñëè òî÷êà äâèæåòñÿ ïî ïðÿìîé, òî åå ïîëîæåíèå,
ïåðåìåùåíèå, ñêîðîñòü, óñêîðåíèå ìîæíî çàäàòü ÷èñ-
ëàìè, ò. å. ñ÷èòàòü ñêàëÿðíûìè âåëè÷èíàìè. Ïóñòü
)(tss =
ñêàëÿðíûé çàêîí ïðÿìîëèíåéíîãî äâè-
æåíèÿ, òîãäà
)(ts
¢
âûðàæàåò ñêîðîñòü äâèæåíèÿ â
ìîìåíò t (ìãíîâåííóþ ñêîðîñòü), ò. å.
).(tsv
¢
=
Íàïðèìåð, çàêîí ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ òåëà âûðà-
æàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ
.5,0
2
gts =
Òîãäà ñêîðîñòü ïà-
äåíèÿ â ìîìåíò t òàêîâà:
.25,0)(5,0)5,0(
22
gttgtggtsv =×=
¢
×=
¢
=
¢
=
Ïóñòü òåïåðü òî÷êà À äâèæåòñÿ ïî êðèâîëèíåé-
íîé òðàåêòîðèè. Îáîçíà÷èì êîîðäèíàòû òî÷êè À â
ìîìåíò âðåìåíè t ÷åðåç x (t) è y (t). Ýòè êîîðäèíàòû
çàâèñÿò îò t è ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿìè îò t. Ðàññìîò-
ðèì ìãíîâåííóþ ñêîðîñòü äâèæóùåéñÿ òî÷êè À â
ìîìåíò âðåìåíè t.Âåêòîð ìãíîâåííîé ñêîðîñòè
v
íà-
ïðàâëåí ïî êàñàòåëüíîé ê òðàåêòîðèè â òî÷êå À. Êî-
îðäèíàòû âåêòîðà
v
òàêæå çàâèñÿò îò âðåìåíè t:
îíè ðàâíû ñîîòâåòñòâåííî
)(tx
¢
è
)(ty
¢
, ãäå
x
¢
è
y
¢
ïðîèçâîäíûå ôóíêöèé õ è ó â òî÷êå t.
Âîîáùå, ïðîèçâîäíàÿ ôóíêöèè
f
â òî÷êå Õ âûðà-
æàåò ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ôóíêöèè â òî÷êå Õ, ò. å.
ñêîðîñòü ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà, îïèñûâàåìîãî çàâè-
ñèìîñòüþ
).(xfy =
 ýòîì ñîñòîèò ôèçè÷åñêèé ñìûñë