Eine Funktion drückt Beziehungen zwischen Konstanten und einer oder mehreren Variablen aus. Beispielsweise drückt die Funktion f (x) = 5x + 10 eine Beziehung zwischen der Variablen x und den Konstanten 5 und 10 aus. Bekannt als Ableitungen und ausgedrückt als dy / dx, df (x) / dx oder f '(x), Die Differenzierung ermittelt die Änderungsrate einer Variablen in Bezug auf eine andere - im Beispiel f (x) in Bezug auf x. Differenzierung ist nützlich, um die optimale Lösung zu finden, dh die maximalen oder minimalen Bedingungen zu finden. Es gibt einige Grundregeln für die Unterscheidung von Funktionen.
Differenziere eine konstante Funktion. Die Ableitung einer Konstanten ist Null. Wenn zum Beispiel f (x) = 5 ist, dann ist f ’(x) = 0.
Wenden Sie die Potenzregel an, um eine Funktion zu unterscheiden. Die Potenzregel besagt, dass wenn f (x) = x ^ n oder x zur Potenz n erhöht ist, f (x) = nx ^ (n - 1) oder x zur Potenz (n - 1) erhöht ist und mit n multipliziert wird . Wenn zum Beispiel f (x) = 5x, dann ist f (x) = 5x ^ (1 - 1) = 5. In ähnlicher Weise ist f (x) = x ^ 10, dann ist f (x) = 9x ^ 9; und wenn f (x) = 2x ^ 5 + x ^ 3 + 10, dann ist f (x) = 10x ^ 4 + 3x ^ 2.
Ermitteln Sie die Ableitung einer Funktion mithilfe der Produktregel. Das Differential eines Produkts ist nicht das Produkt der Differentiale seiner einzelnen Komponenten: Wenn f (x) = uv, wobei u und v zwei getrennte Funktionen sind, dann ist f (x) nicht gleich f (u) multipliziert mit f (v). Vielmehr ist die Ableitung eines Produkts aus zwei Funktionen das erste Mal die Ableitung des zweiten und das zweite Mal die Ableitung des ersten. Wenn zum Beispiel f (x) = (x ^ 2 + 5x) (x ^ 3) ist, sind die Ableitungen der beiden Funktionen 2x + 5 bzw. 3x ^ 2. Dann ist unter Verwendung der Produktregel f (x) = (x ^ 2 + 5x) (3x ^ 2) + (x ^ 3) (2x + 5) = 3x ^ 4 + 15x ^ 3 + 2x ^ 4 + 5x ^ 3 = 5x ^ 4 + 20x ^ 3.
Ermitteln Sie die Ableitung einer Funktion mithilfe der Quotientenregel. Ein Quotient ist eine durch eine andere geteilte Funktion. Die Ableitung eines Quotienten entspricht dem Nenner multipliziert mit der Ableitung des Zählers minus dem Zähler multipliziert mit der Ableitung des Nenners, dividiert durch das Quadrat des Nenners. Wenn zum Beispiel f (x) = (x ^ 2 + 4x) / (x ^ 3) ist, sind die Ableitungen der Zähler- und Nennerfunktionen 2x + 4 bzw. 3x ^ 2. Dann gilt unter Verwendung der Quotientenregel f (x) = / (x ^ 3) ^ 2 = (2x ^ 4 + 4x ^ 3 - 3x ^ 4 - 12x ^ 3) / x ^ 6 = (-x ^ 4 - 8x ^ 3) / x ^ 6.
Verwenden Sie gängige Derivate. Die Ableitungen üblicher trigonometrischer Funktionen, die Funktionen von Winkeln sind, müssen nicht aus ersten Prinzipien abgeleitet werden - die Ableitungen von sin x und cos x sind cos x bzw. -sin x. Die Ableitung der Exponentialfunktion ist die Funktion selbst - f (x) = f ’(x) = e ^ x, und die Ableitung der natürlichen logarithmischen Funktion ln x ist 1 / x. Wenn zum Beispiel f (x) = sin x + x ^ 2 - 4x + 5 ist, dann ist f (x) = cos x + 2x - 4.