background image

62

POCHODNE FUNKCJI

STYCZNA DO WYKRESU FUNKCJI

RÓŻNICZKOWANIE FUNKCJI

Dla funkcji f określonej w otoczeniu U(x

0

G) i różniczkowalnej w punkcie x

0

Równanie stycznej do wykresu funkcji

y

 – f(x

0

) = '(x

0

)(x – x

0

)

Dla funkcji f i g określonych w otoczeniu U(x

0

G) i różniczkowalnych w x

0

Kąt przecięcia wykresów dwóch funkcji

tg 

M = 

,

gdy '(x

0

) · g'(x

0

z –1

M = 90°,

gdy '(x

0

) · g'(x

0

) = –1

Dla funkcji f i g różniczkowalnych w punkcie x 

 X i dla c 

 R

Pochodna sumy funkcji

Pochodna różnicy funkcji

[f(x) + g(x)]' = '(x) + g'(x)

[f(x) – g(x)]' = '(x) – g'(x)

Pochodna iloczynu funkcji

Pochodna ilorazu funkcji

[f(x) · g(x)]' = '(x) · g(x) + f(x) · g'(x)

 = 

g(x

z 0

Pochodna iloczynu stałej i funkcji

Pochodna funkcji stałej

[c · f(x)]' = c · '(x)

c

' = 0

Pochodna logarytmiczna

Pochodna pierwiastka z funkcji

[ln  f(x) ]'  = 

f(x

z 0

 = 

f(x) > 0

Równanie stycznej

do wykresu funkcji

Kąt

między krzywymi

tg 

D = '(x

0

)

f

x

0

( )

g

x

0

( )

–

1

f

x

0

( )

g

x

0

( )

+

------------------------------------------

Reguły

różniczkowania

f x

( )

g x

( )

-----------

'

f

x

( )

g x

( )

f x

( )

g

x

( )

–

g x

( )

[

]

2

-----------------------------------------------------------

f

x

( )

f x

( )

-----------

f x

( )

'

f

x

( )

f x

( )

-----------------

background image

63

Wzór

Założenie

Wzór

Założenie

(ax + b)' = a

a

b 

 R

(ln  )' = 

x

 

z 0

(x

n

)' = nx

n – 1

n

 

 Nn > 1

(sin x)' = cos x

(x

D

)' = 

Dx

D – 1

x

 

 R

+

 R

(cos x)' = –sin x

(ax

2

 + bx + c)' = 2ax + b

a

b

 R

(tg x)' = 

x

 

z  

k

S,

 C

 = 

x

 

 R

+

(ctg x)' = –

x

 

kS, 

 C

 = –

x

 

z 0, a 

 R

(arcsin x)' = 

 (–1; 1)

(a

x

)' = a

x

 · ln a

a

 

 R

+

 \ {1}

(arccos x)' = –

 (–1; 1)

(e

x

)' = e

x

(arctg x)' = 

(log

a

  )' = 

x

 

z 0,

a

 

 R

+

 \ {1}

(arcctg x)' = –

Wzór

Założenie

Wzór

Założenie

(sin x)

(n)

 =

 sin  x + n

(cos x)

(n)

 =

 cos  x + n

(a

x

)

(n)

 = a

x

 ·

 

(ln a)

n

a

 

 R

+

 \ {1}

(e

x

)

(n)

 = e

x

 =

 (–1)

n

 ·

 

x

 

z 0

(ln (1 + x))

(n)

 =

= (–1)

n + 1

 ·

 

 (–1; +

f)

Dla złożenia f   g i funkcji g różniczkowalnej w punkcie x 

 X oraz funkcji  f 

różniczkowalnej w punkcie g(x)

Pochodna funkcji złożonej

[f(g(x))]' = '(g(x)) · g'(x)

Pochodne funkcji 
elementarnych
– wzory

Pochodne rzędu n 
wybranych funkcji
– wzory

Pochodna funkcji
złożonej

1
x

---

1

x

2

cos

----------------

S

2

---

x

'

1

x

----------

1

x

2

sin

--------------

a
x

---

 

 

'

a

x

2

-----

1

1

x

2

–

------------------

1

1

x

2

–

------------------

1

1

x

2

+

--------------

1

x

a

ln

-------------

1

1

x

2

+

--------------

S

2

---

S

2

---

1
x

---

 

 

n

( )

n

!

x

n

1

+

-----------

n

1

–

(

)

!

1

x

+

(

)

n

-------------------

background image

64

ZASTOSOWANIA POCHODNEJ

Dla funkcji f mającej pochodną ' w dowolnym przedziale otwartym = (ab)

lub w zbiorze X = R

Monotoniczność

funkcja f rosnąca

funkcja f malejąca

funkcja f stała

Warunek

f

'(x) > 0

f

'(x) < 0

f

'(x) = 0

Interpretacja

geometryczna

Dla funkcji f mającej pochodną ' w otoczeniu U(x

0

G) i '(x

0

) = 0

Ekstrema lokalne

maksimum

minimum

Warunki

f

'(x) > 0 dla x 

 S

(x

0

G)

f

'(x) < 0 dla x 

 S

+

(x

0

G)

f

'(x) < 0 dla x 

 S

(x

0

G)

f

'(x) > 0 dla x 

 S

+

(x

0

G)

Interpretacja

geometryczna

Dla funkcji f mającej pochodną '' w dowolnym przedziale otwartym = (ab)

lub w zbiorze X = R

Funkcja wypukła

Funkcja wklęsła

Warunki

f

''(x) > 0

f

''(x) < 0

Interpretacja

geometryczna

Dla funkcji f mającej pochodną  '' ciągłą w otoczeniu U(x

0

G) i ''(x

0

) = 0

Punkt przegięcia wykresu funkcji

Warunki

f

''(x) > 0 dla x 

 S

+

(x

0

G)

f

''(x) < 0 dla x 

 S

(x

0

G)

f

''(x) < 0 dla x 

 S

+

(x

0

G)

f

''(x) > 0 dla x 

 S

(x

0

G)

Interpretacja

geometryczna

Monotoniczność

funkcji

Ekstrema lokalne

funkcji

Funkcja wypukła

i wklęsła

Punkt przegięcia

wykresu funkcji

background image

65

CAŁKI

CAŁKOWANIE FUNKCJI

Dla funkcji f i g całkowalnych w przedziale X i dla c 

 R

Całka sumy

Całka różnicy

[f(x) + g(x)]dx =  f(x)dx +  g(x)dx

[f(x) – g(x)]dx =  f(x)dx –  g(x)dx

Całka iloczynu stałej i funkcji

Pochodna całki

[c ·  f(x)]dx = c ·  f(x)dx

f

(x)dx  = f(x)

Dla funkcji f i g mających pochodne ' i g' ciągłe w przedziale X

Całkowanie przez części

f

(x) · g'(x)dx = f(x) · g(x) –  '(x) · g(x)dx

Dla funkcji f ciągłej w przedziale X i dla funkcji gT 

 X mającej pochodną g

ciągłą w przedziale T

Całkowanie przez podstawienie

f

(x)dx =  f(g(t))g'(t)dt, gdzie x = g(t)

Dla funkcji f mającej pochodną ' ciągłą w przedziale X i C 

 R

Całka pochodnej funkcji

Całka pochodnej logarytmicznej

Całka pochodnej pierwiastka

z funkcji

f

'(x)dx = f(x) + C

dx

 = ln  f(x)   +  C, 

f

(x

z 0

dx

 = 

 + C, 

f

(x) > 0

Dla dowolnych apqC 

 Rk 

 N

+

 \ {1} i 

' = p

2

 – 4q < 0

dx

 = 

(x – a)

1 – k

 + C

dx

 = 

arctg 

 + C

dx

 = ln  x + 

 + C

dx

 = arcsin 

 + Ca 

z 0

Reguły całkowania

'

Całkowanie
przez części

Całkowanie
przez podstawienie

Całki
pochodnych funkcji

Całki
wybranych funkcji 
wymiernych
i niewymiernych

na

f

x

( )

f x

( )

-----------

f

x

( )

f x

( )

-----------------

f x

( )

1

x

a

–

(

)

k

------------------

1

1

k

–

-----------

1

x

2

px

q

+

+

---------------------------

2

'

–

-----------

2x

p

+

'

–

---------------

1

x

2

a

+

------------------

x

2

a

+

1

a

2

x

2

–

--------------------

x
a

-----

background image

66

Wzór

Wzór

0dx = C

dx

 = tg x + C

adx

 = ax + C, a = const

dx

 = –ctg x + C

x

D

dx

 = 

x

D + 1

 + C,

D z –1

tg xdx = –ln  cos  + C

dx

 = ln   + C

ctg xdx = ln  sin  + C

dx

 = 

 + C

dx

 = ln  a +  + C

a

x

dx

 = 

 

Ca > 0, a 

z 1

dx

 =  ln 

 + C

e

x

dx

 = e

x

 + C

dx

 = arctg x + C

sin xdx = –cos x + C

dx

 = arcsin x + C

cos xdx = sin x + C

dx

 = ln  x + 

 + C

Wzory rekurencyjne na całki wybranych funkcji

sin

n

 xdx = – sin

n – 1

 xcos x + 

sin

n – 2

 xdxn 

 N

+

 

tg

n

 xdx = 

tg

n – 1

 x –  tg

n – 2

 xdxn 

 N

+

 \ {1}

dx

 = 

 · 

 + 

dx

n 

 N

+

 \ {1}

x

n

 · cos xdx = x

n

 · sin x – n x

n – 1

sin xdxn 

 N

+

x

n

 · sin xdx = –x

n

 · cos x + n x

n – 1

cos xdxn 

 N

+

Całki nieoznaczone

– wzory

Wzory

rekurencyjne

na całki

wybranych funkcji

1

x

2

cos

---------------

1

x

2

sin

--------------

1

D 1

+

------------

1
x

---

1

x

----------

x

1

a

x

+

------------

a

x

a

ln

----------

1

1

x

2

–

--------------

1
2

---

1

x

+

1

x

–

------------

1

1

x

2

+

--------------

1

1

x

2

–

------------------

1

1

x

2

+

------------------

1

x

2

+

1
n

---

n

1

–
n

------------

1

n

1

–

------------

1

1

x

2

+

(

)

n

---------------------

1

2n

2

–

---------------

x

1

x

2

+

(

)

n

1

–

---------------------------

2n

3

–

2n

2

–

---------------

1

1

x

2

+

(

)

n

1

–

---------------------------

background image

67

ZASTOSOWANIA CAŁKI OZNACZONEJ

Dla funkcji f ciągłej w przedziale  ab

Pole figury ograniczonej wykresem funkcji

P

 = 

f

(xdx

P

 – pole figury ograniczonej wykresem funkcji

y

 = f(x), osią Ox i prostymi x = a i x = b

Dla funkcji f i g ciągłych w przedziale  a o wartościach f(x) > g(x)

Pole figury ograniczonej dwoma wykresami funkcji

P

 =  [f(x) – g(x)]dx

P

 – pole figury ograniczonej wykresami funkcji

y

 = f(x) i y = g(x) oraz prostymi x = a i x = b

Dla funkcji f mającej ciągłą pochodną ' w przedziale  ab

Długość łuku wykresu funkcji

l

 = 

dx

l

 – długość łuku AB wykresu funkcji y = f(x)

Dla funkcji f ciągłej w przedziale  a o wartościach f(x) > 0

Współrzędne środka ciężkości figury płaskiej

x

S

 = 

y

S

 = 

S

 – środek ciężkości figury ograniczonej

wykresem funkcji y = f(x), osią Ox i prostymi
x

 = a i x = b

Pole figury 
ograniczonej 
wykresem funkcji

Pole figury 
ograniczonej 
dwoma wykresami 
funkcji

Długość łuku 
wykresu funkcji

Współrzędne 
środka ciężkości 
figury płaskiej

a

b

a

b

a

b

1

f

x

( )

[

]

2

+

x f x

( )

x

d

a

b

f x

( )

x

d

a

b

--------------------------

f x

( )

[

]

2

x

d

a

b

f x

( )

x

d

a

b

--------------------------

background image

68

CAŁKI EULERA

Dla funkcji f mającej ciągłą pochodną ' w przedziale  ab

o wartościach f(x

t 0

Pole powierzchni bocznej bryły obrotowej

P

b

 = 2

f(x)

dx

P

b

 – pole powierzchni bocznej bryły powstałej

z obrotu wykresu funkcji y = f(x), x 

  a

dookoła osi Ox

Dla funkcji f ciągłej w przedziale  a o wartościach f(x

t 0

Objętość bryły obrotowej

V

 = 

f

2

(x)dx

V

 – objętość bryły powstałej z obrotu wykresu 

funkcji y = f(x), x 

  a, dookoła osi Ox

Dla xy 

 R

+

Całka Eulera II rodzaju

Całka Eulera I rodzaju

*(x) =  t

x – 1

e

t

dt

E(xy) =  t

x – 1

(1 – t)

y – t

dt

Własności całek Eulera

*(x + 1) = x · *(x), x 

 R

+

*

 = 

*(n) = (n – 1)!, n 

 N

+

*(x) · * x +   = 

*(2x), x 

 R

+

*(x) · *(1 – x) = 

x 

 (0; 1)

E(xy) = 

Pole powierzchni

bocznej bryły

obrotowej

Objętość

bryły obrotowej

a

b

1

f

x

( )

[

]

2

+

a

b

Funkcje

gamma i beta

Własności

całek Eulera

0

0

1

1
2

---

S

1
2

---

S

2

2x

1

–

-------------

S

Sx

sin

---------------

x

( )

y

( )

x y

+

(

)

---------------------------