1.3 Interpretacja geometryczna pochodnej w punkcie

Przykłady

1
Wyznaczymy równanie stycznej do wykresu funkcji f(x)=e^{x} w punkcie x_{0}=1.

Równanie stycznej do wykresu funkcji wyznaczymy korzystając ze wzoru:

y-f(x_{0})=f^{\prime }(x_{0})(x-x_{0}).

Pochodna funkcji f(x)=e^{x} jest równa f^{\prime }(x)=e^{x}, x\in \mathbb{R}.

Obliczamy teraz wartości: funkcji i pochodnej funkcji w punkcie x_{0}=1. Otrzymujemy f(1)=e^{1}=e, f^{\prime }(1)=e^{1}=e.

Podstawiamy obliczone wartości do równania stycznej. Otrzymujemy:

y-f(1)=f^{\prime }(1)(x-1),

y-e=e(x-1),

y=e(x-1)+e.

Zatem styczna ma równanie: \ \ y=ex.

2
Wyznaczymy równanie stycznej do wykresu funkcji f(x)=\arcsin x w punkcie x_{0}=\frac{1}{2}.

Równanie stycznej do wykresu funkcji wyznaczymy korzystając ze wzoru:

y-f(x_{0})=f^{\prime }(x_{0})(x-x_{0}).

Pochodna funkcji f(x)=\arcsin x jest równa f^{\prime }(x)=\frac{1}{ \sqrt{1-x^{2}}}, x\in (-1,1).

Obliczamy teraz wartości: funkcji i pochodnej funkcji w punkcie x_{0}=\frac{1}{2}. Mamy

f\left( \frac{1}{2} \right) =\arcsin \left( \frac{1}{2}\right) =\frac{\pi }{6}

f^{\prime }\left(\frac{1}{2}\right)=\frac{1}{\sqrt{1-(\frac{1}{2})^{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{1 }{4}}}=\frac{1}{\sqrt{\frac{3}{4}}}=\frac{\sqrt{4}}{\sqrt{3}}=\frac{2}{\sqrt{ 3}}=\frac{2\sqrt{3}}{3}.

Podstawiamy obliczone wartości do równania stycznej i otrzymujemy:

y-f\left( \frac{1}{2}\right) =f^{\prime }\left( \frac{1}{2}\right) \left( x- \frac{1}{2}\right),

y-\frac{\pi }{6}=\frac{2\sqrt{3}}{3}\left( x-\frac{1}{2}\right),

y=\frac{2\sqrt{3}}{3}\left( x-\frac{1}{2}\right) +\frac{\pi }{6}.

Zatem styczna ma równanie: \ \ y=\frac{2\sqrt{3}}{3}x-\frac{2\sqrt{3}-\pi }{6}.