Def. 2.14. Existuje-li vlastní limita rU) = ]im f(Xo+Ax)-f(x0) Je-li f{x) definována na okolí bodu xo, říkáme, že funkce ŕ má derivaci v bodě xo. Funkce f, která má v bodě xo derivaci, se nazývá diferencovatelná. Věta 2.9. Má-li funkce fy bodě xo vlastní derivaci, pak funkce ŕje spojitá v bodě xo. Def. 2.15. Má-li funkce řderivaci v každém bodě intervalu (a, b) říkáme, že funkce ŕ má derivaci na intervalu (a, b). Funkce, která je definována v každém bodě x intervalu (a, b) a jejíž funkční hodnota v bodě x e (a, b) je f '(x) se nazývá derivace funkce ŕ na intervalu (a, b) a značí se f'. Věta 2.10. Derivace konstanty (tj. f{x) = k) je rovna nule (tj. f' (x) = 0). Věta 2.11. Mají-li funkce u, v v bodě xo derivaci pak současně platí: (u + v)' = u' + v' pro V ( xo) ž 0. (u i v )' = u'v + uv' Věta 2.12. Jestliže funkce u = g{x) má derivaci v bodě xo a funkce y = f(u) má derivaci v bodě uo= g (xo), pak složená funkce y = f{g{x)) má derivaci v bodě xo a platí: y'= f'(g(x))-g'{x) Věta 2.13. Jestliže funkce y = f(x) má derivaci v bodě x0, pak přírůstek Ay funkce lze vyjádřit ve tvaru Ay = f '(*0)Ax + uj(Ax )■ Ax , kde oj je funkce pro níž lim oj( Ax) = 0. Ax->0 Def. 2.16. Funkci f'(x0) Ax proměnné Ax nazýváme diferenciálem funkce f v bodě x{ a označujeme df(x)/ x0. Funkce Derivace funkce Podmínky k 0 k = konst x 1 xeR n x ji-i nx xeR -n x -ji-i - nx x? 0 x a x a ln a a> 0 x e x e xeR log" x 1 xln a x>0, a>0, a?0 ln x 1 x x > 0 sin x cos x xeR cos x - sin x xeR tgx 1 cos2 x 71 x ? (2k £ 1) k = 0,± 1,... cotg x 1 " sin2 x n x^2k arcsin x ± Vl-x2 1 xe(-l, 1) arccos x 1 -Vl-x2 xe(-l, 1) arctg x 1 1 + x2 xeR arccotg x 1 - 1 + x2 xeR Věta 2.14. Rollova věta Nechť funkce ŕ má tyto vlastnosti: a) je spojitá na uzavřeném intervalu b) v každém bodě má derivaci c) v krajních bodech f(a) = f(b) pak existuje v (a, b) aspoň jeden bod %, pro nějž f '(š) = 0. Věta 2.15. Lagrangeova věta o střední hodnotě Nechť funkce ŕ má tyto vlastnosti a) je spojitá v b) v každém bodě má derivaci Pak v intervalu (a,b) existuje aspoň jeden bod % pro nějž f'(%) = /(b)-/(a) b- a Věta 2.16. Má-li funkce fy bodě xo kladnou, respektive zápornou derivaci, pak je v tomto bodě rostoucí, respektive klesající. Def. 2.17. Říkáme, že funkce ŕ má v bodě x0 lokální maximum (resp, lokální minimum), existuje takové 5 - okolí bodu x0, že pro všechny body x + xo z tohoto okolí platí f(x) Uxó)). Pokud je splněna ostrá nerovnost, nazýváme extrém ostrým. Věta 2.17. Má-li funkce fy bodě x0 lokální extrém a existuje v tomto bodě derivace, pak platí f'(x0) = 0. Věta 2.18. Má-li funkce fy bodě xo n-tou derivaci (n > 1) a platí-li f'(xo) = f"(x0) = ....= /M(i0)=0a/w(x„) * 0. Pak je-li a) je-li n-sudé a f (n)(x0) > 0 má funkce f v bodě xo ostré lokální minimum, f (n)(x0) < 0 má funkce f v bodě xo ostré lokální maximum. b) je-li n-liché a f(n)(x0) > 0 je funkce f v bodě xo rostoucí, f(n)(x0) < 0 je funkce f v bodě xo klesající. Def. 2.18. Říkáme, že funkce ŕ má v bodě xo inflexní (sedlový) bod, mění-li se v něm funkce z konkávni na konvexní nebo naopak. Věta 2.19. Je-li xo inflexní (sedlový) bod funkce f a má-li funkce f v tomto bodě druhou derivaci, pakV(xó) = 0. Věta 2.20. Jestliže na celém okolí bodu xo je f"(x0) > 0 pak je funkce f v bodě xo ryze konvexní, je-li f"(x0) < 0 je funkce f v bodě xo ryze konkávni. Pozn.: Přímka y = kx +q je asymptotou funkce f v bodě +°° (-<*>), právě když existují konenčné limity lim {f{x)-kx)= q , (resp. lim {f{x)-kx)= q). x—>+co x—>-co Věta 2.21. LHospitalovo pravidlo a) Nechť lim f(x) = 0, lim g (x) = 0 nebo lim g (x) = 00. X—>C X—>C X—>c f (x) b) Nechť existuje lim —— = A. x^c g'(x) Pak platí lim ^ = lim X^c g(x) x^c g'(x)