Темы | Предыдущий пункт | Следующий пункт | Литература

Home page Home page Лекция 3.2.

Производная и дифференциал


3.2.3. Дифференцируемость функций. Непрерывность дифференцируемой функции

Функция y=f(x) называется дифференцируемой в некоторой точке x0, если она имеет в этой точке определенную производную, т.е. если предел отношения существует и конечен.

Если функция дифференцируема в каждой точке некоторого отрезка [а; b] или интервала (а; b), то говорят, что она дифференцируема на отрезке [а; b] или соответственно в интервале (а; b).

Справедлива следующая теорема, устанавливающая связь между дифференцируемыми и непрерывными функциями.

Теорема. 

Если функция y = f(x) дифференцируема в некоторой точке x0, то она в этой точке непрерывна.

Таким образом, из дифференцируемости функции следует ее непрерывность.

Доказательство:

Если , то  

где бесконечно малая величина, т.е. величина, стремящаяся к нулю при . Но тогда

 

а это и означает, что функция f(x) непрерывна в точке x0. Что и требовалось доказать.

Таким образом, в точках разрыва функция не может иметь производной. Обратное утверждение неверно: существуют непрерывные функции, которые в некоторых точках не являются дифференцируемыми (т.е. не имеют в этих точках производной).

Рассмотрим на рисунке точки а, b, c.

В точке a при отношение не имеет предела (т.к. односторонние пределы различны при - 0 и +0). В точке A графика нет определенной касательной, но есть две различные односторонние касательные с угловыми коэффициентами к1 и к2. Такой тип точек называют угловыми точками.

В точке b при отношение является знакопостоянной бесконечно большой величиной

Функция имеет бесконечную производную. В этой точке график имеет вертикальную касательную. Тип точки – "точка перегиба" c вертикальной касательной.

В точке c односторонние производные являются бесконечно большими величинами разных знаков. В этой точке график имеет две слившиеся вертикальные касательные. Тип – "точка возврата" с вертикальной касательной – частный случай угловой точки.

Пример

Рассмотрим функцию y=|x|.

Эта функция непрерывна в точке x = 0, т.к. .

Покажем, что она не имеет производной в этой точке.

Но тогда при < 0 (т.е. при стремящемся к 0 слева)

А при > 0

Т.о., отношение при справа и слева имеет различные пределы, а это значит, что отношение  предела не имеет, т.е. производная функции y=|x| в точке x = 0 не существует. Геометрически это значит, что в точке x = 0 данная "кривая" не имеет определенной касательной (в этой точке их две). 


Top of page

Home page Home page