شیب خط مماس در روش لایپ نیتز (خط )
مشتق یکی از دو مفهوم اصلی حسابان است که مقدار تغییرات لحظهای تابع را نشان میدهد.
تعریف:
مشتق تابعی مانند f، تابع 'f است که مقدارش در x با معادلهی زیر تعریف میشود:
به شرطی که این حد موجود باشد.
بر طبق این تعریف مشتق مقدار تغییرات مقدار تابع است زمانی که تغییرات به صفر میل میکند.
نحوهی نمایش:
مشتق اول یک تابع تک متغیره را میتوان به صورتهای زیر نشان داد:
f'(x)
f(1)
که این نحوهی نمایش را نمایش دیفرانسیلی مشتق مینامند.
تاریخچه:
مشتق از مسائل مهم ریاضی است که موضّع آن نیوتن و لایبنیتز بودند و حد مقدمه آن است. نیوتن سرعت لحظهای را به کمک قوانین حدگیری و لایبنیتز شیب خط مماس بر منحنیها را با استفاده از قوانین حدگیری محاسبه کرد و هر یک در حالت کلی به مشتق رسید.
(نمودار ها در فایل اصلی موجود است)
مشتقات مراتب بالاتر:
مشتقات مراتب بالاتر یک تابع از تعریف اصلی مشتق بدست میآیند. با مشتق گیری دوباره از مشتق یک تابع به مشتق دوم آن میرسیم و به همین ترتیب دیگر مشتقهای مراتب بالاتر نیز تعریف میشوند.
نحوهی نمایش
مشتقات مراتب بالاتر (مشتق مرتبه دوم، سوم و چهارم) تابع f را میتوان به دو صورت زیر نمایش داد:
f'' و f''' و f''''
f(2) و f(3) و f(4)
تابع مشتقپذیر در یک نقطه:
اگر مشتق تابع f در نقطهای مانند x موجود و معین باشد، گفته میشود که تابع f در نقطهی x مشتقپذیر است.
(نمودار ها در فایل اصلی موجود است)
تابع مشتق پذیر:
اگر تابعی در هر نقطه از دامنهاش مشتقپذیر باشد، تابع مشتقپذیر نامیده میشود.
شرایط مشتقپذیری:
برای اینکه تابعی در یک نقطه مانند x مشتقپذیر باشد، باید در یک همسایگی آن تعریف شده باشد و نیز در آن نقطه پیوسته باشد. یا به عبارتی تابع در آن نقطه هموار باشد.
مشتق یکی از مهمترین مفاهیم ریاضی است. بوسیله مشتق میتوان برخی از مفاهیم فیزیکی (مانند سرعت و شتاب)با تعاریف ریاضی بیان نمود.
ااگر منحنی یک تابع را در فضای دو بعدی در نظر بگیریم بوسیله مشتق میتوانیم شیب خط مماس بر منحنی را در هر نقطه دلخواه بدست آوریم.همچنین با استفاده از مشتق میتوان خواص هندسی منحنی یک تابع مانند تقعر و تحدب را مشخص کرد.
البته باید به این نکته توجه کرد که هر تابعی در هر نقطه نمیتواند مشتق داشته باشد و به طور کلی مشتق پذیری یک تابع در یک نقطه شرایط خاصی میطلبد.
مشتق گیری و مشتق پذیری :
در گذشته های نه چندان دور، مشتق یک تابع را به صورت زیر نشان می دادند:
(نمودار ها در فایل اصلی موجود است)
که در این فرمولنشان دهنده میزان تغییرات یک کمیت است. ولی در حال حاضر برای محاسبه مشتق توابع،بیشتر از فرمول زیر استفاده میکنند:
معمولا از نمادهای زیر برای نشان دادن مشتق تابع f نسبت به متغیر x، استفاده میکنند:
(نمودار ها در فایل اصلی موجود است)
یک تابع را در نقطه ای مانند x مشتق پذیر گویند اگردر آن نقطه مشتق موجود باشد. و برای مشتق پذیری تابع در یک بازه لازم است تابع در هر نقطه دلخواه از بازه مشتق پذیر باشد.اگر تابع در نقطه ای مانند c پیوسته نباشد آنگاه در c نمیتواند مشتق پذیر باشد.البته لازم به ذکر است که پیوستگی در یک نقطه وجود مشتق را تضمین نمیکند.مشتق یک تابع مشتق پذیر میتواند خود نیز مشتق پذیر باشد،که به مشتق آن مشتق دوم تابع گویند.مشتق مراتب بالاتر نیز به همین ترتیب تعریف میشوند.