4. Определение производной и ее механический смысл
Определение. Производной функции в точке называется предел отношения приращения функции в этой точке к вызвавшему его приращению аргумента при произвольном стремлении к нулю.
Производная функция в точке обозначается символом
Итак, по определению,
или
Для одной и той же функции производная в различных точках может принимать различные значения. Другими словами, производную можно рассматривать как функцию аргумента Эта функция называется производной от функции и обозначается (читается: штрих от ).
Таким образом, производная функции в точке является значением функции в точке
Наряду с обозначением для производной функции употребляются и другие обозначения, например:
Пример 1. Найти производную функции
Решение. Находим приращение функции :
Пользуясь определением производной и считая фиксированным, получим
Таким образом, производная функции равна . Эта производная определена на всей числовой оси, так как при ее нахождении значение было выбрано произвольно.
Пример 2. Найти производную функции в точке
Решение. Подставляя в общее выражение для производной данной функции вместо число 2, получим
Нахождение производной функции называется дифференцированием этой функции.
Возвращаясь к задачам, рассмотренным в п. 3, легко заметить, что каждый из пределов, которые там были получены, есть производная.
В первой задаче
т. е. скорость v прямолинейного движения материальной точки в момент времени t есть производная от пути s по времени
В этом заключается механический смысл производной.
Во второй задаче
т. е. плотность в точке прямолинейного стержня есть производная от массы по длине