Производная функции история возникновения. История «Производной. Производная в биологии

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

История производной

«Был этот мир глубокой тьмой окутан. Да будет свет! И вот явился Ньютон.» Эпитафия поэта А.Поупа:

История появления производной В конце 12 века великий английский учёный Исаак Ньютон доказал что путь и скорость связаны между собой формулой: V (t)= S ’(t) и такая связь существует между количественными характеристиками самых различных процессов исследуемых: физикой, химией, биологией, и техническими науками. Это открытие Ньютона стало поворотным пунктом в истории естествознания.

Честь открытия основных законов математического анализа наравне с Ньютоном принадлежит немецкому математику Готфриду Вильгельму Лейбницу. История появления производной К этим законам Лейбниц пришел, решая задачу проведения касательной к произвольной кривой, т.е. сформулировал геометрический смысл производной, что значение производной в точке касания есть угловой коэффициент касательной или tg угла наклона касательной с положительным направлением оси О X .

Термин производная и современные обозначения y ’ , f ’ ввёл Ж.Лагранж в 1797г. История появления производной

Нужна ли производная в будущей профессии? С такими задачами в наше время приходится иметь дело представителям самых разных специальностей: Инженеры технологи стараются так организовать производство, чтобы выпускалось как можно больше продукции; Конструкторы пытаются разработать прибор для космического корабля так, чтобы масса прибора была наименьшей; Экономисты стараются спланировать связи завода с источниками сырья так, чтобы транспортные расходы оказались минимальными.

Работу сделали: Лысенко Анастасия Посохова Марика Шальнов Денис Струченков Никита Руководящий учитель: Новикова Любовь Анатольевна Использованые материалы: FileLand.RU

Спасибо за внимание!

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презентация "Исторические сведения о квадратных уравнениях"

В презентации представлены интересные исторические сведения о квадратных уравнениях, а также нестандартные способы решения квадратных уравнений....

«Исторические сведения об искусстве витражей, их виды. Применение витражей в дизайне интерьера»

В настоящее время витраж обрел новую жизнь: он украшает общественные здания (окна, двери, интерьерные перегородки), изменяя их облик. Витражи в России все больше входят в моду. Декоративные возм...

Данное внеклассное мероприятие способствует развитию кругозора учащихся, привитию интереса к математике....

Https://ppt4web.ru/images/1345/36341/310/img0.jpg" alt="Презентация на тему:Производная. Выполнили ученицы 11»а»класса:Челобитчикова Мар" title="Презентация на тему:Производная. Выполнили ученицы 11»а»класса:Челобитчикова Мар">

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Из истории: В истории математики традиционно выделяются несколько этапов развития математических знаний:Формирование понятия геометрической фигуры и числа как идеализации реальных объектов и множеств однородных объектов. Появление счёта и измерения, которые позволили сравнивать различные числа, длины, площади и объёмы. Изобретение арифметических операций. Накопление эмпирическим путём (методом проб и ошибок) знаний о свойствах арифметических действий, о способах измерения площадей и объёмов простых фигур и тел. В этом направлении далеко продвинулись шумеро-вавилонские, китайские и индийские математики древности. Появление в древней Греции дедуктивной математической системы, показавшей, как получать новые математические истины на основе уже имеющихся. Венцом достижений древнегреческой математики стали «Начала» Евклида, игравшие роль стандарта математической строгости в течение двух тысячелетий. Математики стран ислама не только сохранили античные достижения, но и смогли осуществить их синтез с открытиями индийских математиков, которые в теории чисел продвинулись дальше греков. В XVI-XVIII веках возрождается и уходит далеко вперёд европейская математика. Её концептуальной основой в этот период являлась уверенность в том, что математические модели являются своего рода идеальным скелетом Вселенной, и поэтому открытие математических истин является одновременно открытием новых свойств реального мира. Главным успехом на этом пути стала разработка математических моделей зависимости (функция) и ускоренного движения (анализ бесконечно малых). Все естественные науки были перестроены на базе новооткрытых математических моделей, и это привело к колоссальному их прогрессу. В XIX-XX веках становится понятно, что взаимоотношение математики и реальности далеко не столь просто, как ранее казалось. Не существует общепризнанного ответа на своего рода «основной вопрос философии математики»: найти причину «непостижимой эффективности математики в естественных науках». В этом, и не только в этом, отношении математики разделились на множество дискутирующих школ. Наметилось несколько опасных тенденций: чрезмерно узкая специализация, изоляция от практических задач и др. В то же время мощь математики и её престиж, поддержанный эффективностью применения, высоки как никогда прежде

№ слайда 4

Описание слайда:

№ слайда 5

Описание слайда:

Дифференцируемость Производная f"(x0) функции f в точке x0, будучи пределом, может не существовать или существовать и быть конечной или бесконечной. Функция f является дифференцируемой в точке x0 тогда и только тогда, когда её производная в этой точке существует и конечна: Для дифференцируемой в x0 функции f в окрестности U(x0) справедливо представлениеf(x) = f(x0) + f"(x0)(x − x0) + o(x − x0)

№ слайда 6

Описание слайда:

Замечания Назовём Δx = x − x0 приращением аргумента функции, а Δy = f(x0 + Δx) − f(x0) приращением значения функции в точке x0. Тогда Пусть функция имеет конечную производную в каждой точке Тогда определена производная функция Функция, имеющая конечную производную в точке, непрерывна в ней. Обратное не всегда верно. Если производная функция сама является непрерывной, то функцию f называют непрерывно дифференцируемой и пишут:

№ слайда 7

Описание слайда:

Геометрический и физический смысл производной Геометрический смысл производной. На графике функции выбирается абсцисса x0 и вычисляется соответствующая ордината f(x0). В окрестности точки x0 выбирается произвольная точка x. Через соответствующие точки на графике функции F проводится секущая (первая светло-серая линия C5). Расстояние Δx = x - x0 устремляется к нулю, в результате секущая переходит в касательную (постепенно темнеющие линии C5 - C1). Тангенс угла α наклона этой касательной - и есть производная в точке x0.

№ слайда 8

Описание слайда:

Производные высших порядков Понятие производной произвольного порядка задаётся рекуррентно. Полагаем Если функция f дифференцируема в x0, то производная первого порядка определяется соотношением Пусть теперь производная n-го порядка f(n) определена в некоторой окрестности точки x0 и дифференцируема. Тогда

№ слайда 9

Описание слайда:

Способы записи производных В зависимости от целей, области применения и используемого математического аппарата используют различные способы записи производных. Так, производная n-го порядка может быть записана в нотациях:Лагранжа f(n)(x0), при этом для малых n часто используют штрихи и римские цифры: f(1)(x0) = f"(x0) = fI(x0),f(2)(x0) = f""(x0) = fII(x0),f(3)(x0) = f"""(x0) = fIII(x0),f(4)(x0) = fIV(x0), и т. д.Такая запись удобна своей краткостью и широко распространена;Лейбница, удобная наглядной записью отношения бесконечно малых: Ньютона, которая часто используется в механике для производной по времени функции координаты (для пространственной производной чаще используют запись Лагранжа). Порядок производной обозначается числом точек над функцией, например: - производная первого порядка x по t при t = t0, или - вторая производная f по x в точке x0 и т.д.Эйлера, использующая дифференциальный оператор (строго говоря, дифференциальное выражение, пока не введено соответствующее функциональное пространство), и потому удобная в вопросах, связанных с функциональным анализом: , Конечно, при этом надо не забывать, что служат все они для обозначения одних и те же объектов:

№ слайда 10

Описание слайда:

Примеры: Пусть f(x) = x2. Тогда Пусть f(x) = | x | . Тогда если то f"(x0) = sgnx0,где sgn обозначает функцию знака. Если x0 = 0, то а следовательно f"(x0) не существует

№ слайда 11

Описание слайда:

Правила дифференцирования Операция нахождения производной называется дифференцированием. При выполнении этой операции часто приходится работать с частными, суммами, произведениями функций, а также с «функциями функций», то есть сложными функциями. Исходя из определения производной, можно вывести правила дифференцирования, облегчающие эту работу. (производная суммы равна сумме производных) (отсюда, в частности, следует, что производная произведения функции и константы равна произведению производной этой функции на константу) Если функция задана параметрически: то,

История появления понятия производной

Раздел математики который изучает производные функции и их применения, называется дифференциальным исчислением. Это исчисление возникло из решений задач на проведение касательных к кривым, на вычисление скорости движения, на отыскание наибольших и наименьших значений функции.

Ряд задач дифференциального исчисления был решен еще в древности Архимедом, разработавшим способ проведения касательной. Архимед построил касательную к спирали, носящей его имя. Архимед (ок. 287 – 212 до н.э.) – великий ученый. Первооткрыватель многих фактов и методов математики и механики, блестящий инженер.

Задача нахождения скорости изменения функции была впервые решена Ньютоном. Задача нахождения скорости изменения функции была впервые решена Ньютоном. Функцию он назвал флюэнтой, т.е. текущей величиной. Производную – ф л ю к с и е й. Функцию он назвал флюэнтой, т.е. текущей величиной. Производную – ф л ю к с и е й. Ньютон пришел к понятию производной исходя из вопросов механики. Исаак Ньютон (1643 – 1722 гг.) – английский физик и математик.

Основываясь на результатах Ферма и некоторых других выводах, Лейбниц в 1684 году опубликовал первую статью по дифференциальному исчислению, в которой были изложены основные правила дифференцирования. Лейбниц Готфрид Фридрих (1646 – 1716) – великий немецкий ученый, философ, математик, физик, юрист, языковед

Применение производной: Применение производной: 1) Мощность – это производная работы по времени P = A" (t). 2) Сила тока – производная от заряда по времени I = g" (t). 3) Сила – есть производная работы по перемещению F = A" (x). 4) Теплоемкость – это производная количества теплоты по температуре C = Q" (t). 5) Давление – производная силы по площади P = F"(S) 6) Длина окружности – это производная площади круга по радиусу l окр =S" кр (R). 7) Темп роста производительности труда – это производная производительности труда по времени. 8) Успехи в учебе? Производная роста знаний.

Применение производной в физике Задача: Два тела движутся прямолинейно соответственно по законам: S 1 (t) = 3,5t 2 – 5t + 10 и S 2 (t) = 1,5t 2 +3t –6. В какой момент времени скорости тел будут равны? Задача: Два тела движутся прямолинейно соответственно по законам: S 1 (t) = 3,5t 2 – 5t + 10 и S 2 (t) = 1,5t 2 +3t –6. В какой момент времени скорости тел будут равны?

Применение производной в экономике Задача: Предприятие производит Х единиц некоторой однородной продукции в месяц. Установлено, что зависимость финансовых накоплений предприятия от объема выпуска выражается формулой Задача: Предприятие производит Х единиц некоторой однородной продукции в месяц. Установлено, что зависимость финансовых накоплений предприятия от объема выпуска выражается формулой Исследовать потенциал предприятия. Исследовать потенциал предприятия. 15

Производная функции в точке является основным понятием дифференциального исчисления. Она характеризует скорость изменения функции в указанной точке. Производная широко используется при решении целого ряда задач математики, физики, других наук, в особенности при изучении скорости различного рода процессов.

Основные определения

Производная равна пределу отношения приращения функции к приращению аргумента , при условии, что последний стремится к нулю:

$y^{\prime}\left(x_{0}\right)=\lim _{\Delta x \rightarrow 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$

Определение

Функция, которая имеет конечную производную в некоторой точке, называется дифференцируемой в данной точке . Процесс вычисления производной называется дифференцированием функции .

Историческая справка

Русский термин "производная функции" впервые употребил русский математик В.И. Висковатов (1780 - 1812).

Обозначение приращения (аргумента/функции) греческой буквой $\Delta$ (дельта) впервые употребил швейцарский математик и механик Иоганн Бернулли (1667 - 1748). Обозначение дифференциала , производной $d x$ принадлежит немецкому математику Г.В. Лейбницу (1646 - 1716). Манера обозначать производную по времени точкой над буквой - $\dot{x}$ - идёт от английского математика, механика и физика Исаака Ньютона (1642 - 1727). Краткое обозначение производной штрихом - $f^{\prime}(x)$ - принадлежит французскому математику, астроному и механику Ж.Л. Лагранжу (1736 - 1813), которое он ввел в 1797 году. Символ частной производной $\frac{\partial}{\partial x}$ активно применял в своих работах немецкий математик Карл Г.Я. Якоби (1805 - 1051), а затем выдающийся немецкий математик Карл Т.В. Вейерштрасс (1815 - 1897), хотя это обозначение уже встречалось ранее в одной из работ французского математика А.М. Лежандра (1752 - 1833). Символ дифференциального оператора $\nabla$ придумал выдающийся ирландский математик, механик и физик У.Р. Гамильтон (1805 - 1865) в 1853 году, а название "набла" предложил английский ученый-самоучка, инженер, математик и физик Оливер Хевисайд (1850 - 1925) в 1892 году.