Математичний аналіз · Початковий рівень

Похідні функцій: правила та приклади

Від базових правил до ланцюгового — 10 покрокових прикладів з поясненням

Похідна f′(x) — миттєва швидкість зміни функції f(x). Геометрично — кутовий коефіцієнт дотичної до графіка в точці x.

Таблиця основних похідних

Функція f(x)Похідна f′(x)Примітка
C (константа)0Константа не змінюється
xⁿn·xⁿ⁻¹Степенева
e — самовідтворюється
aˣ · ln aa > 0, a ≠ 1
ln x1/xx > 0
log_a x1/(x·ln a)x > 0
sin xcos x
cos x−sin xМінус!
tg x1/cos²x = sec²xx ≠ π/2 + πn
arcsin x1/√(1−x²)|x| < 1
arccos x−1/√(1−x²)|x| < 1
arctg x1/(1+x²)

Правила диференціювання

Лінійність
(af+bg)′ = af′+bg′
Коефіцієнти виносяться за знак похідної
Добуток
(f·g)′ = f′g + fg′
«Перша на похідну другої плюс...»
Частка
(f/g)′ = (f′g − fg′)/g²
g ≠ 0. Знаменник у квадраті
Ланцюгове
(f(g(x)))′ = f′(g)·g′
«Зовнішня похідна × внутрішня»

Приклади — Степенева та лінійність

Приклад 1

Знайти f′(x), де f(x) = 3x⁴ − 5x² + 2x − 7

Диференціюємо кожний доданок окремо
(3x⁴)′ = 3·4·x³ = 12x³
Продовжуємо
(5x²)′ = 10x; (2x)′ = 2; (7)′ = 0
Збираємо
f′(x) = 12x³ − 10x + 2
f′(x) = 12x³ − 10x + 2

Приклад — Ланцюгове правило

Приклад 2 — Ланцюгове правило

Знайти: f(x) = sin(3x²+1)

Зовнішня функція: sin(u)
Зовнішня похідна: cos(u), де u = 3x²+1
Внутрішня функція: u = 3x²+1
u′ = 6x
Множимо
f′(x) = cos(3x²+1) · 6x
f′(x) = 6x · cos(3x² + 1)

Приклад — Похідна добутку

Приклад 3 — Правило добутку

Знайти: f(x) = x² · eˣ

Позначаємо f = x², g = eˣ
f′ = 2x, g′ = eˣ
Застосовуємо правило добутку
(fg)′ = f′g + fg′ = 2x·eˣ + x²·eˣ
Виносимо спільний множник
= eˣ(2x + x²) = eˣ · x(x+2)
f′(x) = eˣ · x(x + 2)

Приклад — Похідна частки

Приклад 4 — Правило частки

Знайти: f(x) = sin x / x

Числівник p = sin x, знаменник q = x
p′ = cos x, q′ = 1
Формула (p/q)′ = (p′q − pq′)/q²
= (cos x · x − sin x · 1) / x²
f′(x) = (x cos x − sin x) / x²

Типові помилки

⚠️ (sin x)′ = cos x але (cos x)′ = −sin x — мінус часто забувають
⚠️ Ланцюгове правило: (eˢⁱⁿˣ)′ = eˢⁱⁿˣ · cos x — не просто eˢⁱⁿˣ
⚠️ Правило добутку: не (fg)′ = f′g′, а f′g + fg′

Методика розв'язання

Ця сторінка містить докладно розв'язані задачі з покроковими поясненнями. Мета — показати не лише відповідь, а сформувати розуміння методу, яке можна перенести на аналогічні задачі.

Розв'язані задачі з математичного аналізу показують стандартні техніки: диференціювання неявних функцій, обчислення площ та об'ємів тіл обертання, дослідження збіжності рядів.

Як вчитися на прикладах

Перед переглядом розв'язку спробуйте вирішити задачу самостійно. Якщо застрягли — зверніться до першого кроку, потім знову спробуйте самі. Пояснюйте кожен крок уголос — це радикально покращує засвоєння.

Часті запитання (FAQ)

Які методи розв'язання задач з похідні функцій демонструються на цій сторінці?
Сторінка демонструє стандартні та нестандартні методи розв'язання задач з 'Похідні функцій': аналітичні підходи, числові методи та графічні інтерпретації. Кожен крок супроводжується поясненням логіки.
Якого рівня складності задачі з похідні функцій представлені?
Представлені задачі охоплюють рівні: типові задачі з підручників (базовий), задачі підвищеної складності (середній) та нетипові варіанти (просунутий). Кожна задача чітко позначена за рівнем.
Як вчитися на розв'язаних задачах з похідні функцій найефективніше?
Ефективна техніка: прочитайте умову → спробуйте розв'язати самостійно → порівняйте з розв'язком → якщо помилилися, проаналізуйте де саме → через 2–3 дні повторіть задачу без підказок. Це формує стійкі навички.
Чи є в розв'язках покрокові пояснення всіх перетворень?
Так, кожен розв'язок похідні функцій містить детальні покрокові пояснення: записується перетворення, обґрунтовується його правомірність, вказуються використані теореми та формули. Підхід 'показати думку', а не лише відповідь.
Як ці задачі з похідні функцій допомагають при підготовці до контрольних та іспитів?
Розв'язані задачі з 'Похідні функцій' покривають типові варіанти університетських контрольних і іспитних завдань. Після їх опрацювання ви будете впізнавати тип задачі та одразу знати метод — це вирішальна перевага на іспиті.