به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
–1 امتیاز
1,627 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
ویرایش شده توسط amirm20

با سلام و خسته نباشی . تابع زیر رو در نظر بگیرید :

$$f:A\to \mathbb{R}\\y=f(x)$$

فرض کنید که نقطه $a$ در دامنه باشد و نقطه حدی مجموعه $A^+=\{x\in A , x>a\}$ باشد . با توجه به این فرضیات تعریف میکنیم مشتق راست تابع به صورت زیر :

$$f'(a^+)=\lim_{x\to a^+} \dfrac{f(x)-f(a)}{x-a}$$

اگر ما اطلاع داشته باشم که جواب این حد $\pm \infty $ نباشد . میتونیم نتیجه بگیریم که مشتق وجود دارد . یعنی برابر یک عدد حقیقی میشود . یا اینکه نه .!

توسط fardina (17,622 امتیاز)
$A$ چه چیزی هست؟
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@fardina
 زیر مجموعه ایی از اعداد حقیقی .
به طور کلی میخوام اینو بدونم که مشتق یطرفه اگر به سمت بی نهایت نره آیا همواره برابر یک عدد حقیقیه (در تابع هایی با دامنه و برد ی از اعداد حقیقی ) یا نه اینکه میتونه به جز این دو حالت ( میل کردن به بینهایت و میل کردن به یک عدد حقیقی )حالت دیگه ایی هم داشته باشه ؟

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)

تابع $$f(x)=\begin{cases}x\sin\frac 1x&x>0\\ 0&x=0\end{cases}$$ را در نظر بگیرید. در اینصورت $f'_+(0)$ موجود نیست.

توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
–1
خیلی ممنون . پس ما چگونه نقاط اکسترمم رو بدست میارم توسط مشتق !
وقتی که یک تابع در یک نقطه اکسترمم باشه . اما حد دو طرف (چپ و راست ) موجود نباشه چطوری تشخیص بدیم که اکستررمم با چه قضیه ایی!!
میدانیم که مشتق چپ راست موجود نباشه یعنی مشتق در اون تابع موجود نیست در نتیجه . نقطه بحرانیه . حالا چطوری تشخیص بدیم این نقطه بحرانی اکسترممه یا نه ؟
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+1
خوب چپ و راست نقطه بحرانی تعیین علامت کنید اگر صعوی نزولی بود میشه ماکسیمم نسبی و اگر نزولی صعودی بود میشه مینیمم نسبی در غیر اینصورت اکسترمم نخواهد بود.
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@fardina
خب صعودی و نزولی رو از مشتق بدست میاریم .
الان که مشتق نداره اطرافش چطوری میشه ؟
توسط fardina (17,622 امتیاز)
ببینید مثلا $|x|$ مشتق نداره در صفر ولی در اطرافش که مشتق وجود داره! ما اطرافشو تعیین علامت میکنیم.
کلا سوالتون بخاطر درک نکردن صحیح قضیه مشتق اول هست و ربطی به سوال اینجا که پرسیدید نداره.
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@ fardina
ببینید . سوالم به طور کلی این است که . یک تابع در یک نقطه مشتق پذیر نیست . یعنی نقطه بحرانی است . برای اینکه بفهمیم اکسترمم است یا خیر باید اطراف این نقطه مشتق تابع رو تعیین علامت کنیم . تا بفهمیم اکسترمم است یا خیر . حالا اگر اطراف این نقطه هم مشتق پذیر نباشد چگونه میتوان فهمید ؟
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@fardina
و یک سوال دیگه اینکه با مشتق میشه تمام نقاط اکسترمم یک تابع رو بدست اورد ؟
یا نه ؟
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+1
در حالت کلی شما اگر یک تابع دلخواه داشته باشید الگوریتم خاصی برای پیدا کردن نقاط ماکسیمم و مینیممش وجود نداره.(تا جایی که من بدونم) و باید سعی کنید بنابر خواص اون تابع خاص سعی کنید ثابت کنید این نقاط اکسترمم رو در صورتی که وجود داشته باشند پیدا کنید.
قضیه مشتق اول برای توابعی هست که در یک همسایگی نقطه داده شده مشتقپذیر باشد.
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+1
"با مشتق میشه تمام نقاط اکسترمم یک تابع رو بدست اورد ؟" من جواب این سوال رو نمیدونم. ما چیزهایی که داریم قضیه مشتق اول و دوم هست که باید ببینید توابعی که دارید در شرایط آنها صدق می کنند یا نه.
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@fardina
خیلی ممنون . ی جمع بندی میکنم ببنید درست میگم یا نه .
ما یک تابع فرضی داریم . خب اصولا ممکنه اکسترمم داشته و یا اینکه اکسترمم نداشته باشه .
حالا ما قضایایی در مشتق داریم که میتونیم . اکسترمم تابع رو بدست بیاوریم . که این قضایا شروطی هم دارند و باید تابع آن شرط ها را داشته باشند .
حالا ممکنه یک نقطه از تابع اکسترمم باشه اما در شروط قضایای مشتق (برای یافتن اکسترمم ) صدق نکند . در نتیجه نمیتونیم با استفاده از مشتق این اکسترمم رو پیدا کنیم .
و ی نتیجه گیری کلی یک تابع ممکنه اکسترمم های زیادی داشته باشد . اما با استفاده از مشتق میتوانیم تعدادی از این اکسترمم ها را پیدا کنیم و باقی را نمیتوان با مشتق بدست آورد.
درست فهمیدم یا خیر .؟
توسط amirm20 (1,111 امتیاز)
@fardina
مثلا تابع تابع وایرشتراس  . در هیج جا مشتق پذیر نیست . یعنی همه نقاط آن بحرانی هستند .
یعنی ممکنه بعضیاشون اکسترمم باشند . اما چون اطرافشون مشتق پذیر نیست . نمیتوان اکسترمم های اونو بدست آورد با استفاده مشتق . اما از شکلش معلومه که در نقاطی دارای اکسترمم هستند !!!
حالا اینایی که نمیتوان با مشتق بدست اورد . چگونه میشه اکسترمم های اونو بدست بیاریم ؟
توسط fardina (17,622 امتیاز)
همونطور که گفتم روش و الگوریتم کلی برای به دست آوردن نقاط اکسترمم تابع دلخواه حتی تابع پیوسته دلخواه وجود نداره. در تابعی مثل وایرشتراس که همه جا پیوسته هست و حالا اگر روی بازه ی بسته در نظر بگیریم بنابر قضیه اکسترمم حتما ملکسیمم مینیمم مطلق دارد باید با استفاده از ویژگی های دیگر آن و نه مشتق ببینیم کجا مینیمم یا ماکسیمم میشه. یا مثلا تابع دیریکله در هیچ جا مشتقپذیر نیست ولی با استفاده تعریف ساده آن می توانیم بفهمیم کجا ماکسیمم یا مینیمم دارد.
بزرگترین ریاضیدانان، همچون ارشمیدس، نیوتن و گاوس، همواره نظریه و کاربردها را در اندازه ی یکسان در هم می آمیزند.
...