3. Понятие дифференциала функции.
Рассмотрим функцию дифференцируемую в данной точке х. Приращение такой функции в точке х может быть представлено в виде (5.7).
Заметим, что приращение (5.7) представляет собой сумму двух слагаемых, первое из которых линейно относительно а второе а является в точке бесконечно малой фуцкцией более высокого порядка, чем
Если число А, равное согласно теореме 5.1 производной отлично от нуля, то указанное первое слагаемое представляет собой главную часть приращения А у дифференцируемой функции Эта главная часть приращения является линейной однородной функцией аргумента и называется дифференциалом функции
В случае, если дифференциал функции по определению считается равным нулю.
Итак, дифференциалом функции в данной фиксированной точке х, отвечающим приращению аргумента называется число, обозначаемое символом и равное
В случае это число представляет собой главную часть приращения А у функции линейную и однородную относительно приращения аргумента
Сразу же отметим, что дифференциал и приращение А у функции в данной точке х, оба отвечающие одному и тому же приращению аргумента вообще говоря, не равны друг другу.
Это легко уяснить из рассмотрения графика функции (рис. 5.2). Пусть М и Р — точки графика функции отвечающие значениям аргумента, соответственно равным касательная к графику в точке — точка пересечения касательной с прямой Тогда приращение А у функции в точке х, отвечающее приращению аргумента очевидно, равно величине отрезка в то время как дифференциал этой функции в точке х, отвечающий тому же самому равен величине отрезка (Это сразу вытекает из формулы (5.11) и из того, что в прямоугольном
Рис. 5.2
треугольнике величина отрезка равна а тангенс угла равен Ясно, что величины отрезков являются, вообще говоря, различными.
Весьма удобно ввести в рассмотрение понятие дифференциала аргумента х. При этом следует различать два случая: 1) случай, когда указанный аргумент х представляет собой независимую переменную, 2) случай, когда аргумент х сам является дифференцируемой функцией вида некоторой новой пере" менной которую мы можем считать независимой.
Договоримся для случая, когда аргумент х является независимой переменной, отождествлять дифференциал этого аргумента с его приращением т. е. считать, что
В силу этой договоренности равенство (5.11) принимает вид
Таким образом, для случая, когда аргумент х является независимой переменной, для дифференциала функции справедливо представление (5.12).
Ниже в § 3 мы докажем, что представление (5.12) носит универсальный характер и справедливо также и в случае, когда аргумент х не является независимой переменной, а является дифференцируемой функцией вида некоторой независимой переменной . (В этом случае в формуле (5.12) величину нельзя считать равной ибо в силу сказанного выше она равна