\( \newcommand{\Ds}{\displaystyle} \newcommand{\PP}{{\mathbb P}} \newcommand{\RR}{{\mathbb R}} \newcommand{\KK}{{\mathbb K}} \newcommand{\CC}{{\mathbb C}} \newcommand{\ZZ}{{\mathbb Z}} \newcommand{\NN}{{\mathbb N}} \newcommand{\TT}{{\mathbb T}} \newcommand{\QQ}{{\mathbb Q}} \newcommand{\Abs}[1]{{\left|{#1}\right|}} \newcommand{\Floor}[1]{{\left\lfloor{#1}\right\rfloor}} \newcommand{\Ceil}[1]{{\left\lceil{#1}\right\rceil}} \newcommand{\sgn}{{\rm sgn\,}} \newcommand{\Set}[1]{{\left\{{#1}\right\}}} \newcommand{\Norm}[1]{{\left\|{#1}\right\|}} \newcommand{\Prob}[1]{{{{\mathbb P}}\left[{#1}\right]}} \newcommand{\Mean}[1]{{{{\mathbb E}}\left[{#1}\right]}} \newcommand{\cis}{{\rm cis}\,} \newcommand{\one}{{\mathbf 1}} \newcommand{\One}[1]{{\bf 1}\left(#1\right)} \renewcommand{\Re}{{\rm Re\,}} \renewcommand{\Im}{{\rm Im\,}} \renewcommand{\arg}{{\rm arg\,}} \renewcommand{\Arg}{{\rm Arg\,}} \renewcommand{\deg}{{\rm deg\,}} \renewcommand{\vol}{{\rm vol\,}} \renewcommand{\span}{{\rm span\,}} \newcommand{\ft}[1]{\widehat{#1}} \newcommand{\wt}[1]{\widetilde{#1}} \newcommand{\FT}[1]{\left(#1\right)^\wedge} \newcommand{\Lone}[1]{{\left\|{#1}\right\|_{1}}} \newcommand{\Linf}[1]{{\left\|{#1}\right\|_\infty}} \newcommand{\inner}[2]{{\langle #1, #2 \rangle}} \)

Απειροστικός Λογισμός Μιας Μεταβλητής

Μιχάλης Κολουντζάκης

Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης

 

Παράγωγος

Παρ-1.

Ορισμός παραγώγου συνάρτησης

 

YouTube video preview
 

Παρ-2.

Μετράμε τη θερμοκρασία ενός ασθενή σε κάποιες χρονικές στιγμές και έχουμε τις παρακάτω μετρήσεις:

 10:00  11:00  12:00  13:00 14:00 
36.5 37 37.5 37 37.2

Ποιος είναι ο μέσος ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας από τις 10:00 έως τις 14:00, σε βαθμούς Κελσίου ανά ώρα;

Απάντηση

Παρ-3.

Η ακτίνα ενός κυκλικού δίσκου με κέντρο το 0 είναι ίση με το χρόνο \(t\), για \(0 \le t \le 2\).

Για οποιαδήποτε δύο χρονικές στιγμές \(t_1 < t_2\) σε αυτό το διάστημα μας δίδεται ότι η μέση αύξηση του εμβαδού του δίσκου αυτού από τη χρονική στιγμή \(t_1\) στη χρονική στιγμή \(t_2\) είναι \(\le M\).

Ποιος είναι ο ελάχιστος αριθμός \(M\) που μπορεί να παίξει αυτό το ρόλο;

Απάντηση

Παρ-4.

Η εξίσωση της εφαπτομένης και η προσέγγιση μέσω της παραγώγου

 

YouTube video preview
 

Παρ-5.

Αν \(f(x), g(x): (0, +\infty) \to (0, +\infty)\) είναι δύο συναρτήσεις γράφουμε
\[ f(x) = o(g(x)) \text{ για } x \to +\infty\]
αν
\[\lim_{x \to +\infty} \frac{f(x)}{g(x)} = 0.\]

Ποια από τα παρακάτω είναι σωστά;


Επιλέξτε όλες τις σωστές επιλογές:

Παρ-6.

Αν \(f(x), g(x): (0, +\infty) \to (0, +\infty)\) είναι δύο συναρτήσεις γράφουμε
\[ f(x) = O(g(x)) \text{ για } x \to +\infty\]
αν υπάρχουν \(M, C > 0\) τέτοια ώστε
\[x \ge M \implies f(x) \le C g(x).\]

Με άλλα λόγια \(f(x) = O(g(x))\) σημαίνει ότι το πηλίκο \(\Ds \frac{f(x)}{g(x)}\) είναι τελικά φραγμένο.

Ποια από τα παρακάτω είναι σωστά;


Επιλέξτε όλες τις σωστές επιλογές:

Παρ-7.

Παράγωγος και αλγεβρικές πράξεις

 

YouTube video preview
 

Παρ-8.

Ποια είναι η παράγωγος της συνάρτησης
\[f\left( t \right) = \left( {4{t^2} - t} \right)\left( {{t^3} - 8{t^2} + 12} \right);\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(t\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-9.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[y = \left( {1 + \sqrt {{x^3}} } \right)\,\left( {{x^{ - 3}} - 2\sqrt[3]{x}} \right).\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-10.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[R\left( x \right) = \frac{{3x + {x^4}}}{{2{x^2} + 1}}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-11.

Ο κανόνας της αλυσίδας για την παράγωγο σύνθετης συνάρτησης

 

YouTube video preview
 

Παρ-12.

Παράδειγμα για τον κανόνα της αλυσίδας

 

YouTube video preview
 

Παρ-13.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[f\left( x \right) = {\left( {6{x^2} + 7x} \right)^4}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-14.

Χρησιμοποιώντας τον κανόνα της αλυσίδας βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης \(y = \sqrt{\sin x}\).

Θα χρειαστείτε ότι \((\sin x)'  = \cos x\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-15.

Η παράγωγος της αντίστροφης συνάρτησης

 

YouTube video preview
 

Παρ-16.

Η συνάρτηση \(y = \sin x\) είναι αυστηρά αύξουσα και άρα αντιστρέψιμη στο διάστημα \([0, \pi/2]\), με την αντίστροφή της
\[x = \sin^{-1} y = \arcsin y\]
ορισμένη στο διάστημα \([0, 1]\) που είναι το σύνολο τιμών της \(y = \sin x\).
Βρείτε την παράγωγο της \(x = \arcsin y\) ως προς \(y\).

Χρειάζεται να γνωρίζετε ότι \((\sin x)' = \cos x\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(y\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-17.

Η συνάρτηση \(y = x^3-1\) είναι αυστηρά αύξουσα και άρα αντιστρέψιμη σε όλο το \(\RR\), με την αντίστροφή της
\[x = \sqrt[3]{y+1}\]
ορισμένη στο \(\RR\) που είναι το σύνολο τιμών της \(y = x^3-1\).

Βρείτε την παράγωγο της \(x = \sqrt[3]{y+1}\) ως προς \(y\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(y\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-18.

Η παράγωγος της εκθετικής και της λογαριθμικής συνάρτησης

 

YouTube video preview
 

Παρ-19.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[y = {x^5} - {{{e}}^x}\ln \left(x \right).\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\). Γράφετε e^x για \(e^x\) και log(x) αντί για \(\ln x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-20.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[y = \frac{x}{1-e^x}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\). Γράφετε e^x για \(e^x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-21.

Η παράγωγος του ημιτόνου και του συνημιτόνου

 

YouTube video preview
 

Παρ-22.

Βρείτε την παράγωγο της συνάρτησης
\[ R\left( t \right) = \frac{1}{{2\sin \left( t \right) - 4\cos \left( t \right)}}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(t\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-23.

Βρείτε την εξίσωση της εφαπτόμενης ευθείας στο γράφημα της συνάρτησης \(y = \sin x\) στο σημείο που αντιστοιχεί στο \(x_0 = \frac{\pi}{4}\).
Η απάντησή σας είναι το \(y\) ως συνάρτηση του \(x\) (η εξίσωση της ευθείας). Μπορείτε να γράφετε pi αντί για το \(\pi\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-24.

Διάφορα παραδείγματα υπολογισμού παραγώγων

 

YouTube video preview
 

Παρ-25.

Υπολογίστε την παράγωγο της συνάρτησης \( \sin(e^x)\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-26.

Υπολογίστε την παράγωγο της συνάρτησης \( e^{\sin x}\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-27.

Υπολογίστε την παράγωγο της συνάρτησης \(\ln \tan x\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\). Αντί για ln γράφετε log.

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-28.

Υπολογίστε την παράγωγο της συνάρτησης \(\arctan e^x\).

Η απάντησή σας είναι συνάρτηση του \(x\). 

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-29.

Η παράγωγος πεπλεγμένης συνάρτησης

 

YouTube video preview
 

Παρ-30.

Βρείτε την παράγωγο \(y'\) της συνάρτησης του \(x\) που ορίζεται έμμεσα (πεπλεγμένα) από τη σχέση
\[2{y^3} + 4{x^2} - y = {x^6}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση των \(x\) και \(y\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.

Παρ-31.

Βρείτε την παράγωγο \(y'\) της συνάρτησης \(y\) του \(x\) που ορίζεται πεπλεγμένα από τη σχέση:
\[7{y^2} + \sin \left( {3x} \right) = 12 - {y^4}.\]
Η απάντησή σας είναι συνάρτηση των \(x\) και \(y\).

Απάντηση
Προεπισκόπηση τύπου
Γράψτε έναν τύπο για να εμφανιστεί εδώ.