Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Приложения производной к решению физических задач
Как известно, производная характеризует мгновенную скорость прямолинейного движения. Однако этим не исчерпывается использование производной. При изучении неравномерно меняющихся величин скорость их изменения всегда выражается с помощью производной. Понятие скорости, заимствованное из физики, удобно при исследовании поведения любой функции. Какую бы зависимость ни выражала функция , отношение есть средняя скорость изменения функции относительно изменения аргумента х, а —мгновенная скорость изменения функции при некотором значении 444. Найти скорость изменения функции 445. Определить скорость изменения функции 446. Доказать, что скорость изменения линейной функции постоянна. 447. Убедиться, что скорость изменения квадратичной функции выражается линейной функцией 448. Стороны и и Ь прямоугольника изменяются по закону . С какой скоростью изменяется его площадь S В момент времени ? 449. Основание параллелограмма и изменяется по закону , а высота h — по закону . Определить скорость изменения его площади В момент 450. Убедиться, что скорость изменения логарифмической функции , обратно пропорциональна х. 451. Убедиться, что скорость изменения показательной функции , где, пропорциональна у. 452. Чему равна скорость изменения функций ? Вы Так как в практических приложениях нас обычно интересует не только сама функция, но и скорость ее изменения, то производная, будучи характеристикой скорости изменения функции, 242 имеет самые широкие практические применения в вопросах физики, химии, геометрии и т.д. Приведем некоторые конкретные примеры использования понятия производной при определении скорости различных процессов. 1. Предположим, что в момент времени t масса еще не распавшеюся радиоактивного вещества была равна т, а через некоторое время, в момент , масса его уменьшилась (так как часть вещества превратилась в продукт распада) и стала равна (здесь отрицательно, поскольку масса радиоактивного вещества е течением времени уменьшается). Таким образом, за время масса имевшегося радиоактивного вещества изменилась на Отношение представляет собой среднюю скорость распада за промежуток времени . Чем меньше этот промежуток, точнее указанное отношение выражает мгновенную скорость распада. Полому можно сказать, что мгновенная скорость распада в момент времени t равна 2. Мгновенная мощность есть производная 3. Если V — объем жидкости, на который действует внешнее давление Р. то производная 1ает коэффициент сжатия жидкости при данном давлении. 4. Если твердое тело вращается вокруг оси, то угол поворота есть функция от времени t. Угловая скорость вращения в данный момент t численно равна производной 5. Сила тока есть производная , где — положительный электрический заряд, переносимый через сечение проводника за время 6. Теплоемкость при температуре Т есть производная , где — количество теплоты, необходимое для изменения температуры на 453. Маховик за время t поворачивается на угол (t— в секундах, в радианах). Определить угловую скорость, ) в конце 3-й секунды. Найти момент, когда прекратится вращение 454. Маховик, задерживаемый тормозом, за t с поворачивается на угол (рад). Определить угловую скорость 243 маховика в момент времени и найти момент остановки вращения. 455. Количество электричества, протекающее через проводник, начиная с момента времени t = Q, задается формулой . Найти силу тока в конце 6-й секунды. Решение. Находим теплоемкость: При получим 461. Закон изменения температуры Т тела в зависимости от времени t задан уравнением . С какой скоростью нагревается это тело в момент времени 10 с? 244 §6. Дифференциал · 1. Понятие дифференциала · 2. Геометрический смысл дифференциала · 3. Вычисление дифференциала · 4. Дифференциал сложной функции · 5.Применение дифференциала в приближенных вычислениях Понятие дифференциала Нахождение дифференциала функции, так же как и нахождение производной, является одной из основных задач дифференциального исчислений. Умножив обе части этого равенства на , получим Здесь у' есть функция от х и не зависит от ; следовательно. А входит в первое слагаемое в первой степени (т.е. линейно). Поэтому первое слагаемое представляет собой линейную часть приращении функции (про второе слагаемое этого сказать нельзя, поскольку также зависит от ). Тогда при вторым слагаемым можно пренебречь, и первое слагаемое будет являться главной частью приращения функции (исключая случай, когда у' = 0). 245 Определение. Главная часть приращения функции, линейная относительно приращения независимой переменной, называется дифференциалом функции и обозначается знаком d, т. е. Таким образом, для всякой функции производная у' зависит только от одной переменной х, тогда как ее дифференциал зависит от двух независимых друг от друга переменных: х и 463. Найти приращение и дифференциал функции в точке |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 528; Нарушение авторского права страницы