Derivate. Derivata di una funzione in un punto. = velocita media di P nell intervallo [x. = pendenza del segmento P 0 P.

Documenti analoghi
= x + x 0 2x 0 per x x 0,

1. Teorema del valor medio D ora in poi ciascun intervallo considerato verra tacitamente assunto non ridotto

Massimi, minimi, monotonia, e derivate

Istituzioni di Matematiche quarta parte

Corso di Analisi Matematica. Calcolo differenziale

Equazione della retta tangente al grafico di una funzione

Derivate. 24 settembre 2007

Corso di Analisi Matematica Calcolo differenziale per funzioni di una variabile

Derivate di ordine superiore

Appunti di Matematica 5 - Derivate - Derivate. Considero una funzione e sia e definita in un intorno completo di.

Laurea in Informatica Corso di Analisi Matematica Calcolo differenziale per funzioni di una variabile

Funzione derivabile. La derivata.

4. CALCOLO DIFFERENZIALE PER FUNZIONI DI UNA VARIABILE REALE.

y retta tangente retta secante y = f(x)

Derivazione. Lorenzo Pareschi. Dipartimento di Matematica & Facoltá di Architettura Universitá di Ferrara

y x y x A (x 1,y 1 ) = (c, f(c)) B(x 2,y 2 ) = (c+h, f(c+h)) m =

Corso di Analisi Matematica

M174sett.tex. 4a settimana Inizio 22/10/2007. Terzo limite fondamentale (sul libro, p. 113, è chiamato secondo ) lim x 1 x 0 x

DERIVATE. Equazione della retta tangente al grafico di f nel suo punto P(x 0 ;y 0 ):

Definizione (Derivata come limite del rapporto incrementale) Se esiste finito (cioè, non + o ) il limite del rapporto incrementale

Lezione 5 (9/10/2014)

Retta Tangente. y retta tangente. retta secante y = f(x) f(x )

Matematica Lezione 19

Retta Tangente. y retta tangente. retta secante y = f(x) f(x )

Retta Tangente. y retta tangente. retta secante y = f(x) f(x )

Le derivate parziali

Argomento 6: Derivate Esercizi. I Parte - Derivate

DERIVATA DI UNA FUNZIONE REALE. In quanto segue denoteremo con I un intervallo di IR e con f una funzione di I in IR.

Derivate. Rette per uno e per due punti. Rette per uno e per due punti

La derivata. variabile indipendente x. Definiamo f := f(x) f(x 0 ) l incremento (positivo o negativo) della variabile dipendente.

Lezioni di Matematica 1 - I modulo

Politecnico di Milano Corso di Analisi e Geometria 1. Federico Lastaria

MATEMATICA - Esempio di prova per il Liceo Scientifico - MIUR

PENDENZA (ripasso classe II)

Calcolo differenziale I

(x x 0 ) 2. Lezione del 24 ottobre

Lo studio di funzione. 18 febbraio 2013

Prova parziale del corso Analisi Matematica e Geometria 13/12/2016. Tema D

Calcolo Differenziale. Corsi di Laurea in Tecniche di Radiologia ecc... A.A Analisi Matematica - Calcolo Differenziale - p.

CAP. VII FUNZIONI DERIVABILI

Esercizi di Analisi Matematica 1, utili per la preparazione all esame scritto - Seconda parte SOLUZIONI

Derivate e studio di funzioni di una variabile

Calcolo differenziale

2. SIGNIFICATO FISICO DELLA DERIVATA

Matematica generale CTF

Si tratta di una funzione definita a tratti, il cui intervallo di definizione è suddiviso in 4 intervalli, AO-OB-BC- CD.

1.3. Se esistono i limiti sinistro e destro della funzione in un punto, allora esiste anche il limite della funzione nel punto stesso.

Matematica e Statistica per Scienze Ambientali

Variazione di una funzione

QUESITI DI ANALISI Derivate versione senza graci

NOTE SULLE FUNZIONI CONVESSE DI UNA VARIABILE REALE

Matematica. Tutorato Attivo: Derivate. Alessio Bianchi. Matematica 20 maggio 2017

APPUNTI DI MATEMATICA: I limiti e la continuità Le derivate. Prof. ssa Prenol R.

Derivate di funzioni 1 / 40

3. CALCOLO DIFFERENZIALE PER FUNZIONI DI UNA VARIABILE REALE.

1) Applicando la definizione di derivata, calcolare la derivata in x = 0 delle funzioni: c) x + 1 d)x sin x.

Elementi di matematica - dott. I. GRASSI

Corso di Analisi Matematica

Esercitazione 9 - Funzioni

= y h. m x0 (h) = y Q y P x Q x P. f(x 0 + h) f(x 0 )

ANALISI 1 1 QUATTORDICESIMA LEZIONE Significato geometrico della derivata seconda Convessità

Corso di Analisi Matematica Limiti di funzioni

Calcolo differenziale per funzioni di più variabili

1. Calcolo Differenziale per funzioni di una variabile

Derivata di una funzione

Esercizi proposti. x b) f(x) = 2. Determinare i punti di non derivabilità delle funzioni

Argomento 6 Derivate

Richiami di matematica

Metodi Matematici per l Economia anno 2017/2018 Gruppo B

PRIMA SIMULAZIONE - 10 DICEMBRE QUESITI

ISTITUTO SUPERIORE XXV APRILE LICEO CLASSICO ANDREA DA PONTEDERA classi 5A-5B PROGRAMMA DI MATEMATICA

Programma svolto a.s. 2018/2019 Classe 1H Materia: Matematica Docente: De Rossi Francesco

Analisi Matematica 2

Analisi e Geometria 1 Anno accademico 2018 / Federico Lastaria. Homepage:

MATEMATICA MATURITA LINGUISTICA. Istituto Paritario A.Ruiz Istituto Paritario A.Ruiz

Problema ( ) = 0,!

la velocità degli uccelli è di circa (264:60= 4.4) m/s)

( ) ( ) DERIVATE. $ ed è finito lim

Sul concetto di derivata di una funzione con riferimento ad alcune sue applicazioni nel campo matematico e fisico.

FUNZIONI REALI DI UNA VARIABILE REALE

4.3 Teoremi sulle funzioni derivabili

Derivate. Hynek Kovarik. Analisi A. Università di Brescia. Hynek Kovarik (Università di Brescia) Derivate Analisi A 1 / 33

Soluzioni degli Esercizi per il Corso di Istituzioni di Matematica. x2 1 x x + 7 ; d) f (x) =

Le Derivate. Appunti delle lezioni di matematica di A. Pisani Liceo Classico Dante Alighieri

I TEOREMI DEL CALCOLO DIFFERENZIALE

8.1. Esercizio. Determinare massimo e minimo delle seguenti funzioni nei corrispondenti intervalli: 2 x 4 x in [0, 1]; e x2 in [ 2, 2]

Derivate delle funzioni di una variabile.

ULTERIORI ESERCIZI SUL CALCOLO DIFFERENZIALE

Esercizi sulle equazioni differenziali a cura di Sisto Baldo, Elisabetta Ossanna e Sandro Innocenti

SIMULAZIONE - 29 APRILE QUESITI

Soluzione esercizi sulle funzioni - 5 a E Liceo Scientifico - 04/11/ 13

Funzioni derivabili (V. Casarino)

La descrizione del moto

Teoremi di Fermat, Rolle, Lagrange, Cauchy, de l Hôpital

Il differenziale ed i teoremi sulle funzioni derivabili. Appunti delle lezioni di Analisi A. Pisani A.S Liceo Classico Dante Alighieri (GO)

TEOREMI FONDAMENTALI DEL CALCOLO DIFFERENZIALE

ANALISI MATEMATICA I per Ingegneria Aerospaziale - A.A Diario delle lezioni. Mercoledì 2 ottobre 2013 (2 ore)

Soluzione Problema 1

Transcript:

Derivate Derivata di una funzione in un punto Definizione Interpretazioni Definizione 1 Sia f : I x0 R una funzione definita in un intorno I x0 di un punto x 0 Per ciascun x I x0 con x = x 0 consideriamo il rapporto incrementale di f da x 0 a x ; diciamo ce f e derivabile in x 0 se e solo se il rapporto incrementale di f da x 0 a x tende a un limite finito per x x 0 ; il limite si dice derivata di f in x 0 e si scrive f (x 0 ); in simboli: f f (x) f (x (x 0 ) = 0 ) lim x x0 Interpretazione cinematica Interpretiamo x come coordinata di tempo (rispetto ad un certo riferimento), f (x) come coordinata di posizione su una retta (rispetto ad un certo riferimento), e quindi interpretiamo f come la legge del moto di un punto materiale P su una retta Per ciascun istante x I x0 con x = x 0 si a = velocita media di P nell intervallo [x x 0, x] x 0 Dunque l evenienza ce il rapporto incrementale da x 0 a x tenda a un limite finito equivale all evenienza ce la velocita media del punto P nell intervallo [x 0, x] tenda a una velocita limite finita, per x x 0 In caso affermativo, dunque f (x 0 ) = velocita istantanea di P all istante x 0 Interpretazione geometrica A ciascun punto x I x0 sull asse delle ascisse corrisponde un punto f (x) sull asse delle ordinate, e questi due punti individuano un punto P = (x, f (x)) del grafico di f ; indiciamo con P 0 = (x 0, f (x 0 )) il punto associato a x 0 Per ciascun x I con x = x 0 si a = pendenza del segmento P 0 P Dunque l evenienza ce il rapporto incrementale da x 0 a x tenda a un limite finito equivale l evenienza ce la pendenza del segmento P 0 P tenda a una pendenza limite finita, per x x 0 In caso affermativo, dunque f (x 0 ) = pendenza della tangente al gra f ico di f inp 0 e la retta tangente al grafico di f in P 0 e y f (x 0 ) = f (x 0 )( )

Un modo equivalente di definire rapporti incrementali e derivata Definizione 2 Sia f : I x0 R una funzione definita in un intorno I x0 di un punto x 0 Per ciascun R abbastanza piccolo con = 0 consideriamo il rapporto incrementale di f da x 0 con incremento f (x 0 + ) f (x 0 ) ; diciamo ce f e derivabile in x 0 se e solo se il rapporto incrementale di f da x 0 con incremento converge a un limite finito per 0; il limite si dice derivata di f in x 0 e si scrive f (x 0 ); in simboli: Esempi f f (x (x 0 ) = 0 + ) f (x 0 ) lim 0 1- Sia f : R R una funzione costante f (x) = c, e sia x 0 R; per x R con x = x 0 si a = c c = 0 0 per x x 0, cosi f (x 0 ) = 0 Dunque una funzione costante e derivabile in ogni punto, e in ciascun punto a derivata nulla 2- Sia f : R R un polinomio di primo grado f (x) = mx + q, e sia x 0 R; per x R con x = x 0 si a = mx + q (mx 0 + q) = m m per x x 0, cosi f (x 0 ) = m Dunque un polinomio di primo grado e derivabile in ogni punto, e in ciascun punto a derivata uguale al coefficiente del termine di I grado 3- Sia f : R R il monomio di secondo grado f (x) = x 2, e sia x 0 R; per x R con x = x 0 si a cosi = x2 x 2 0 = x + x 0 2x 0 per x x 0, f (x 0 ) = 2x 0 Dunque il monomio di secondo grado e derivabile in ogni punto, e in ciascun punto a derivata uguale al doppio dell ordinata del punto La tangente al grafico y = x 2 di f nel suo punto (x 0, x0 2 ) e la retta y x 2 0 = 2x 0( ), cioe y = 2x 0 x x 2 0 Nella figura seguente riportiamo alcuni punti del grafico di f (quelli corrispondenti ai punti 0, 1/4, 1/2, 3/4, 1 sull asse x) e le rette tangenti in essi al grafico di f

1 1 3 - Sia ancora f : R R il monomio di secondo grado f (x) = x 2, e sia x 0 R; per R con = 0 si a f (x 0 + ) f (x 0 ) ritroviamo cosi f (x 0 ) = 2x 0 = (x 0 + ) 2 x 2 0 = 2x 0 + 2x 0 per x 0 ; 4- Sia f : R R il monomio f (x) = x 3, e sia x 0 R; per R con = 0 si a cosi f (x 0 + ) f (x 0 ) = (x 0 + ) 3 x 3 0 = 3x 2 0 + 3x 0 + 2 3x 2 0 per x 0, f (x 0 ) = 3x 2 0 5- Sia f : R R il monomio f (x) = x n (n N), e sia x 0 R; si prova ce f (x 0 ) = nx n 1 0 6- Sia f : R R la funzione definita da 1 per x < 0 f (x) = 0 per x = 0 1 per x > 0 Questa funzione e derivabile con derivata nulla in ogni punto = 0 ma non e derivabile in 0; infatti si a f (x) f (0) x 0 = 1 x + per x 0

Derivabilita e continuita L interpretazione geometrica porta a far pensare ce una funzione discontinua in un punto non possa essere derivabile in quel punto, in altri termini ce una funzione derivabile in un punto e necessariamente continua in quel punto Cosi e Proposizione 1 Se una funzione f : A R e derivabile in in punto x 0 allora f e continua in x 0 Dim Per x x 0 si a f (x) = f (x) f (x 0) ( ) + f (x 0 ) f (x 0 ) 0 + f (x 0 ) = f (x 0 ) Non e vero il viceversa, in quanto esistono funzioni continue in un punto ce non sono derivabili nel punto; come mostrato dagli esempi seguenti Esempi 1- La funzione valore assoluto f : R R, f (x) = x e continua in 0, ma non e derivabile in 0; infatti { } x 0 1 per x > 0 = non tende ad alcun limite per x 0 x 0 1 per x < 0 2- La funzione radice terza f : R R, f (x) = 3 x e continua in 0, ma non e derivabile in 0; infatti 3 x 3 0 x 0 = 1 3 x 2 + per x 0 Derivate sinistre, derivate destre Definizione 3 Sia data una funzione f definita in un intorno destro I + di un punto x 0 Diciamo derivata destra di f in x 0 ed indiciamo con f +(x 0 ) il limite, se esiste, del rapporto incrementale di f da x 0 a x per x x + 0 ; in simboli: Analogamente: f +(x 0 ) = lim x x + 0 Definizione 4 Sia data una funzione f definita in un intorno sinistro I di un punto x 0 Diciamo derivata sinistra di f in x 0 ed indiciamo con f (x 0 ) il limite, se esiste, del rapporto incrementale di f da x 0 a x per x x 0 ; in simboli: f (x 0 ) = lim x x 0

Si a Proposizione 2 Sia data una funzione f definita in un intorno I di un punto x 0 Esiste la derivata di f in x 0 se e solo se esistono e sono uguali le derivate destra e sinistra di f in x 0 In tal caso, si a f (x 0 ) = f (x 0 ) = f +(x 0 ) Esempi 1- La funzione valore assoluto f : R R, f (x) = x nel punto 0 a derivata destra f +(0) = 1 ed a derivata sinistra f (0) = 1 2- Consideriamo la funzione g : [0, + [ R, g(x) = x π e il punto x 0 = 0 La funzione non e definita in alcun intorno sinistro di 0, dunque non e definita alcuna derivata sinistra in 0 Ci ciediamo se g a derivata destra in 0 Si a f (0 + ) f (0) = π = π 1 0 per 0 + Dunque g in 0 a derivata destra g +(0) = 0