ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Matematyka · Granice i pochodnaklasa 4 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/4/matematyka/pochodna-funkcji-definicja-i-interpretacje/

Matematyka · Granice i pochodna · kl. 4 · zakres rozszerzony

Pochodna funkcji: definicja i interpretacje

Zakres rozszerzony: pochodna mierzy, jak szybko zmienia się funkcja w punkcie. Dla wykresu to nachylenie stycznej, dla ruchu prędkość chwilowa.

ok. 3 min czytania8 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Definicja

Zapamiętaj

f′(x₀) = lim(h→0) f(x₀ + h) − f(x₀) przez h, o ile granica istnieje i jest skończona. Tu x₀ to punkt, h to mały przyrost x, a iloraz to nachylenie siecznej.

xy0−1123−2−1123456A(1, 1)B a = 3C a = 2,5styczna a = 2
Gdy drugi punkt zbliża się do A, sieczne (a = 3; 2,5) przechodzą w styczną o a = 2.
  • Krok po kroku: f(x) = x², x₀ = 1. Iloraz różnicowy: (1 + h)² − 1 przez h = 2h + h² przez h = 2 + h.
  • Dla h = 1; 0,5; 0,1; 0,01 iloraz wynosi 3; 2,5; 2,1; 2,01.
  • Granica przy h → 0: 2 + h → 2. Odpowiedź: f′(1) = 2.

2Interpretacje

  • Geometryczna: f′(x₀) to współczynnik kierunkowy stycznej do wykresu w punkcie (x₀, f(x₀)). Jeśli α jest kątem nachylenia stycznej do osi OX, to f′(x₀) = tg α. Dla f′(1) = 2: α ≈ 63,4°.
  • Fizyczna: jeśli s(t) to droga w czasie t, to prędkość chwilowa v(t) = s′(t). Dla s(t) = t² (s w m, t w s) v(3) = 6 m/s.
Sprawdź, czy rozumiesz

Geometrycznie f′(x₀) jest

3Przykłady z definicji

  • f(x) = x², x₀ = 3. Iloraz: (3 + h)² − 9 przez h = 6h + h² przez h = 6 + h. Granica: f′(3) = 6.
  • f(x) = 1 przez x, x₀ = 2. Iloraz: 1 przez 2 + h − 1 przez 2 przez h = −⁠1 przez 2(2 + h). Granica: f′(2) = −⁠1 przez 4.
  • f(x) = 3x + 1: iloraz to 3h przez h = 3, więc f′ = 3 w każdym punkcie (prosta ma stałe nachylenie).

4Ciągłość a pochodna

  • Funkcja mająca pochodną w punkcie jest w nim ciągła. Odwrotnie nie zawsze: |x| jest ciągła w 0, ale ilorazy różnicowe to +1 (z prawej) i −⁠1 (z lewej), więc f′(0) nie istnieje (wykres ma „szpic”).
Zapamiętaj

f′(x₀) to granica ilorazu różnicowego. Geometrycznie: nachylenie stycznej. Fizycznie: prędkość chwilowa.

Uwaga na błąd

Nazwanie nachylenia siecznej pochodną. Sieczna daje tylko przybliżenie, a pochodna to granica przy h → 0.

Sprawdź, czy rozumiesz

Pochodna funkcji f w punkcie x₀ to

✎Ściąga: Pochodna funkcji: definicja i interpretacje

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • f′(x₀) = lim(h→0) f(x₀ + h) − f(x₀) przez h, o ile granica istnieje i jest skończona. Tu x₀ to punkt, h to mały przyrost x, a iloraz to nachylenie siecznej.
  • f′(x₀) to granica ilorazu różnicowego. Geometrycznie: nachylenie stycznej. Fizycznie: prędkość chwilowa.
  • Krok po kroku: f(x) = x², x₀ = 1. Iloraz różnicowy: (1 + h)² − 1 przez h = 2h + h² przez h = 2 + h.
  • Geometryczna: f′(x₀) to współczynnik kierunkowy stycznej do wykresu w punkcie (x₀, f(x₀)). Jeśli α jest kątem nachylenia stycznej do osi OX, to f′(x₀) = tg α. Dla f′(1) = 2: α ≈ 63,4°.
  • Fizyczna: jeśli s(t) to droga w czasie t, to prędkość chwilowa v(t) = s′(t). Dla s(t) = t² (s w m, t w s) v(3) = 6 m/s.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Pochodna funkcji f w punkcie x₀ to

    1. Agranica ilorazu różnicowego przy h → 0
    2. Bnajwiększa wartość f
    3. Cwartość f(x₀)
    4. Dpole pod wykresem
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: granica ilorazu różnicowego przy h → 0 – Definicja: f′(x₀) = lim(h→0) f(x₀ + h) − f(x₀) przez h.

  2. Dla f(x) = x² z definicji f′(3) wynosi

    1. A2
    2. B9
    3. C3
    4. D6
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 6 – Iloraz to 6 + h, granica 6.

  3. Dla f(x) = 1 przez x z definicji f′(2) wynosi

    1. A1 przez 4
    2. B−⁠1 przez 2
    3. C2
    4. D−⁠1 przez 4
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: −⁠1 przez 4 – Iloraz to −⁠1 przez 2(2 + h), granica −⁠1 przez 4.

  4. Geometrycznie f′(x₀) jest

    1. Adługością wykresu
    2. Bpolem pod wykresem
    3. Cwspółczynnikiem kierunkowym stycznej w punkcie (x₀, f(x₀))
    4. Dmiejscem zerowym
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: współczynnikiem kierunkowym stycznej w punkcie (x₀, f(x₀)) – Styczna ma wzór y = f(x₀) + f′(x₀)(x − x₀).

  5. Droga ciała to s(t) = t² (s w m, t w s). Prędkość chwilowa w t = 3 s wynosi

    1. A3 m/s
    2. B6 m/s
    3. C9 m/s
    4. D2 m/s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 6 m/s – v(t) = s′(t) = 2t, więc v(3) = 6 m/s.

  6. Funkcja |x| w punkcie 0

    1. Ama pochodną 0
    2. Bjest ciągła, ale nie ma pochodnej
    3. Cnie jest ciągła
    4. Dma pochodną 1
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: jest ciągła, ale nie ma pochodnej – Iloraz różnicowy to +1 z prawej i −⁠1 z lewej, granica nie istnieje.

  7. Jeśli f ma pochodną w punkcie x₀, to f w x₀ jest

    1. Arówna zeru
    2. Bciągła
    3. Crosnąca
    4. Dnieokreślona
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: ciągła – Różniczkowalność pociąga ciągłość, ale nie odwrotnie.

  8. Dla f(x) = x² iloraz różnicowy w x₀ = 1 dla h = 0,1 wynosi

    1. A0,21
    2. B2,1
    3. C2
    4. D1,1
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 2,1 – 1,1² − 1 przez 0,1 = 0,21 przez 0,1 = 2,1.

Cały dział „Granice i pochodna”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Matematyka, klasa 4