Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Lição 60 — Consolidação Trim 6: derivadas

Workshop integrador do Trimestre 6: definição via limite, regras operatórias, regra da cadeia, derivada implícita, derivadas superiores, inversas, linearização, taxas relacionadas e diferenciabilidade.

Used in: 2.º ano EM — Trim 6 · Equiv. Math III japonês (derivadas) · Equiv. Analysis LK alemão — Ableitung

f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Mapa formalna Trimestru 6

Hierarchia narzędzi różniczkowania

"The derivative of a function ff at a value aa, denoted f(a)f'(a), is defined by the formula f(a)=limh0f(a+h)f(a)hf'(a) = \lim_{h\to 0}\frac{f(a+h)-f(a)}{h}, provided this limit exists." — Active Calculus, §1.3

Tablica pochodnych podstawowych

f(x)f(x)f(x)f'(x)Reguła
xnx^nnxn1n x^{n-1}potęga
exe^xexe^xexponencjalna naturalna
axa^xaxlnaa^x \ln aexponencjalna ogólna
lnx\ln x1/x1/xlogarytm
sinx\sin xcosx\cos xsinus
cosx\cos xsinx-\sin xcosinus
tanx\tan xsec2x\sec^2 xtangens
arcsinx\arcsin x1/1x21/\sqrt{1-x^2}arc sinus
arctanx\arctan x1/(1+x2)1/(1+x^2)arc tangens

Reguły działań

"The Product Rule states: if ff and gg are differentiable functions, then ddx[f(x)g(x)]=f(x)g(x)+f(x)g(x)\frac{d}{dx}[f(x)g(x)] = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)." — OpenStax Calculus Vol. 1, §3.3

Pochodna niejawna i pochodne wyższych rzędów

Linearyzacja i pokrewne szybkości

Fundamentalne twierdzenie o różniczkowalności

"If ff is differentiable at aa, then ff is continuous at aa." — Active Calculus, §1.7

Rozpoznawanie wzorców

Sygnał w treściTechnika
"Oblicz f(a)f'(a) bezpośrednio"Reguły + tablica
"y=f(złoz˙enie)y = f(\text{złożenie})"Złożenie
"F(x,y)=0F(x, y) = 0, znajdź yy'"Różniczkowanie niejawne
"ff'', wklęsłość, punkt przegięcia"Pochodne wyższych rzędów
"Pochodna arcsin\arcsin, arctan\arctan, ln\ln, exe^x, axa^x"Tablica odwrotnych
"Przybliż f(x)f(x) blisko aa"Linearyzacja
"Jak szybko zmienia się XX w czasie?"Pokrewne szybkości
"ff jest różniczkowalna w aa?"Sprawdzić ciągłość + granica jednostronna

Przykłady rozwiązane

Exercise list

50 exercises · 12 with worked solution (25%)

Application 28Understanding 6Modeling 5Challenge 9Proof 1 1
  1. Ex. 60.1Application

    Oblicz f(3)f'(3) z definicji pochodnej dla f(x)=x2f(x) = x^2.

  2. Ex. 60.2Application

    Oblicz f(1)f'(1) z definicji dla f(x)=1/xf(x) = 1/x.

  3. Ex. 60.3ApplicationAnswer key

    Oblicz f(4)f'(4) z definicji dla f(x)=xf(x) = \sqrt{x}.

  4. Ex. 60.4Understanding

    Co to jest f(a)f'(a) z formalnej definicji?

  5. Ex. 60.5ChallengeAnswer key

    Niech g(x)=x2cos(1/x)g(x) = x^2 \cos(1/x) dla x0x \neq 0 i g(0)=0g(0) = 0. Oblicz g(0)g'(0) używając definicji.

  6. Ex. 60.6ApplicationAnswer key

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=x43x2+7f(x) = x^4 - 3x^2 + 7.

  7. Ex. 60.7Application

    Oblicz h(x)h'(x) dla h(x)=exsinxh(x) = e^x \sin x.

  8. Ex. 60.8Application

    Oblicz q(x)q'(x) dla q(x)=x+1x1q(x) = \dfrac{x+1}{x-1}.

  9. Ex. 60.9Application

    Oblicz p(x)p'(x) dla p(x)=xsinxp(x) = x \sin x.

  10. Ex. 60.10Application

    Oblicz r(x)r'(x) dla r(x)=sinxx2r(x) = \dfrac{\sin x}{x^2} i uprość.

  11. Ex. 60.11Application

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=x3exf(x) = x^3 e^x i wyłącz odpowiedź.

  12. Ex. 60.12Application

    Oblicz y(2)y'(2) dla y(x)=x332x+1y(x) = \dfrac{x^3}{3} - 2x + 1.

  13. Ex. 60.13Understanding

    Jaki jest prawidłowy wzór na pochodną iloczynu u(x)v(x)u(x)\cdot v(x)?

  14. Ex. 60.14Challenge

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=x2x21f(x) = \dfrac{x^2}{x^2 - 1}.

  15. Ex. 60.15ApplicationAnswer key

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=(2x+1)5f(x) = (2x+1)^5.

  16. Ex. 60.16Application

    Oblicz g(x)g'(x) dla g(x)=sin(x3)g(x) = \sin(x^3).

  17. Ex. 60.17Application

    Oblicz k(x)k'(x) dla k(x)=ex2k(x) = e^{x^2}.

  18. Ex. 60.18Application

    Oblicz h(x)h'(x) dla h(x)=ln(2x+3)h(x) = \ln(2x + 3).

  19. Ex. 60.19ApplicationAnswer key

    Oblicz m(x)m'(x) dla m(x)=arcsin(x2)m(x) = \arcsin(x^2).

  20. Ex. 60.20Application

    Oblicz p(x)p'(x) dla p(x)=cos(sinx)p(x) = \cos(\sin x).

  21. Ex. 60.21Challenge

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=xxf(x) = x^x (x>0x > 0) używając logarytmizacji.

  22. Ex. 60.22Application

    Oblicz w(x)w'(x) dla w(x)=ln(sin(3x)+2)w(x) = \ln(\sin(3x) + 2).

  23. Ex. 60.23Application

    Oblicz yy' przez różniczkowanie niejawne dla x2+y2=25x^2 + y^2 = 25.

  24. Ex. 60.24Application

    Oblicz yy' w (1,1)(1, 1) dla krzywej x3+y3=2x^3 + y^3 = 2.

  25. Ex. 60.25Application

    Oblicz yy' w (0,π/2)(0, \pi/2) dla sin(xy)=y\sin(xy) = y.

  26. Ex. 60.26Application

    Oblicz yy' dla elipsy x29+y24=1\dfrac{x^2}{9} + \dfrac{y^2}{4} = 1 i opisz styczną w (3,0)(3, 0).

  27. Ex. 60.27Understanding

    Co oznacza "traktuj yy jako funkcję niejawną xx" przy różniczkowaniu równania?

  28. Ex. 60.28Challenge

    Oblicz yy'' niejawnie dla x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2.

  29. Ex. 60.29Challenge

    Oblicz yy' dla x2y+xy2=6x^2 y + xy^2 = 6.

  30. Ex. 60.30ApplicationAnswer key

    Oblicz f(x)f''(x) dla f(x)=x32x2+2x1f(x) = x^3 - 2x^2 + 2x - 1.

  31. Ex. 60.31Application

    Oblicz f(4)(x)f^{(4)}(x) dla f(x)=sinxf(x) = \sin x.

  32. Ex. 60.32Application

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=arctanxf(x) = \arctan x.

  33. Ex. 60.33ApplicationAnswer key

    Oblicz g(x)g'(x) dla g(x)=arctan(2x)g(x) = \arctan(2x).

  34. Ex. 60.34UnderstandingAnswer key

    Oblicz h(x)h'(x) dla h(x)=ln(2x)h(x) = \ln(2x) i zidentyfikuj najczęstszy błąd.

  35. Ex. 60.35

    Oblicz f(x)f'(x) dla f(x)=axf(x) = a^x, z a>0a > 0 i a1a \neq 1.

  36. Ex. 60.36Challenge

    Oblicz f(50)(x)f^{(50)}(x) dla f(x)=sin(2x)f(x) = \sin(2x).

  37. Ex. 60.37Application

    Użyj linearyzacji f(x)=exf(x) = e^x w a=0a = 0 do przybliżenia e0,1e^{0{,}1}.

  38. Ex. 60.38Application

    Użyj linearyzacji f(x)=xf(x) = \sqrt{x} w a=25a = 25 do przybliżenia 25,1\sqrt{25{,}1}.

  39. Ex. 60.39Application

    Użyj linearyzacji f(x)=lnxf(x) = \ln x w a=1a = 1 do przybliżenia ln(1,05)\ln(1{,}05).

  40. Ex. 60.40Understanding

    Co jest geometrycznie linearyzacja L(x)L(x) funkcji ff w punkcie aa?

  41. Ex. 60.41ModelingAnswer key

    Promień sfery wynosi r=5r = 5 cm z błędem pomiaru dr=0,1dr = 0{,}1 cm. Użyj różniczki do oszacowania błędu bezwzględnego i względnego w objętości V=43πr3V = \tfrac{4}{3}\pi r^3.

  42. Ex. 60.42Challenge

    Jeśli błąd względny w promieniu sfery wynosi 1%1\%, jaki jest błąd względny w objętości? Uzasadnij różniczkami.

  43. Ex. 60.43Modeling

    Objętość sfery rośnie z szybkością 22 cm³/s. Jaka jest dr/dtdr/dt gdy r=2r = 2 cm?

  44. Ex. 60.44ModelingAnswer key

    Odwrócony stożek ma stosunek promień/wysokość r/h=1/2r/h = 1/2. Woda wpływa z szybkością 33 m³/min. Jaka jest dh/dtdh/dt gdy h=2h = 2 m?

  45. Ex. 60.45Modeling

    Drabina 88 m opiera się na ścianie. Podnóże przesuwa się z szybkością 11 m/s. Gdy podnóże jest w odległości 55 m od ściany, z jaką szybkością szczyt opada?

  46. Ex. 60.46Modeling

    Dwa samochody wyjeżdżają z przecięcia: jeden jadzie na północ z szybkością 4040 km/h, drugi na wschód z szybkością 3030 km/h. Jaka jest szybkość zmian odległości między nimi gdy pierwszy przejechał 44 km a drugi 33 km?

  47. Ex. 60.47Proof

    Pokaż że, jeśli promień okręgu rośnie ze stałą szybkością cc cm/s, to szybkość zmian pola jest proporcjonalna do promienia rr.

  48. Ex. 60.48ChallengeAnswer key

    Promień okręgu rośnie z szybkością 11 cm/s. Oblicz szybkość zmian pola gdy r=3r = 3 cm.

  49. Ex. 60.49Understanding

    Przeanalizuj różniczkowalność f(x)=xf(x) = |x| w punkcie x=0x = 0.

  50. Ex. 60.50ChallengeAnswer key

    Wyznacz aa i bb żeby f(x)={x2,x<1ax+b,x1f(x) = \begin{cases} x^2, & x < 1 \\ ax + b, & x \geq 1 \end{cases} było klasy C1C^1 w punkcie x=1x = 1.

Źródła

  • Active Calculus — Boelkins · 2024 · roz. 1–3. Źródło główne. CC-BY-NC-SA.
  • Calculus, Volume 1 — OpenStax · 2016 · §3.1–3.9, §4.1–4.2. CC-BY-NC-SA.
  • APEX Calculus — Hartman et al. · 2024 · v5 · roz. 2. CC-BY-NC.

Updated on 2026-05-05 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.