Funkcja różniczkowalna: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
→‎Definicja: Bycie klasy C^n nie mówi nic o pochodnych rzędu wyższego, niż n - w szczególności nie rozstrzyga ich istnienia. Totalna głupota
Linia 1:
{{Funkcje matematyczne}}
'''Funkcja różniczkowalna''' – [[funkcja]], która ma [[Pochodna funkcji|pochodną]] w każdym punkcie swej [[Funkcja|dziedziny]], której wartość w każdym punkcie jest skończona (różna od <math>{\infty}</math> i <math>-{\infty}</math>).
 
W szczególności funkcja pochodna danej funkcji określona jest w tej samej co funkcja dziedzinie.
Linia 7:
'''Definicja:'''
 
'''(1)''' Jeżeli funkcja <math>f</math> ma pochodną <math>g\equiv f^{\,'}</math> określoną w zbiorze <math>A</math> oraz funkcja <math>g</math> ma pochodną <math>h\equiv g^{\,'}</math> określoną w zbiorze <math> B \subset A </math> to mówimy, że
* <math>f</math> jest dwukrotnie różniczkowalna w zbiorze <math>B,</math>,
* funkcja <math>h</math> jest drugą pochodną funkcji <math>f</math> określoną na zbiorze <math>B.</math>.
'''(2)''' Funkcję nazywa się <math>n</math>-krotnie różniczkowalną, jeżeli istnieje <math>n</math> kolejnych pochodnych obliczonych z danej funkcji.
 
== Funkcja klasy <math>C^{n}</math> ==
 
=== Motywacja ===
Jeżeli dana funkcja jest różniczkowalna w całej dziedzinie, to nie oznacza automatycznie, że funkcja pochodna jest ciągła. Jeżeli funkcja pochodna jest ciągła, to o samej funkcji mówi się, że jest klasy <math>C^1,</math>, w przeciwnym zaś razie o funkcji mówi się, że jest klasy <math>C^0.</math>. Czasem potrzebne jest wymaganie, by pochodna <math>n</math>-tego rzędu była [[Funkcja ciągła|ciągła]] - stąd ogólna definicja funkcji klasy <math>C^n.</math>.
 
Uwaga powyższa dotyczy funkcji zmiennej rzeczywistej – w przypadku funkcji zmiennej zespolonej różniczkowalność automatycznie pociąga za sobą [[Wzór Taylora#Szereg Taylora|analityczność]].
 
=== Definicja ===
'''(1)''' Funkcję <math>f</math> określoną na przedziale <math>(a,b)</math> nazywa się funkcją klasy <math>C^n,</math>, gdzie <math>n=1,2,\dots,</math>, jeżeli w przedziale <math>(a,b)</math> ma <math>n</math> ciągłych pochodnych.
 
'''(2)''' Funkcje klasy <math>C^0</math> to funkcje ciągłe.
 
'''(3)''' Funkcje klasy <math>C^{\infty}</math> (C-nieskończoność) to funkcje różniczkowalne dowolną liczbę razy. Klasę <math>C^\infty</math> nazywa się też klasą funkcji '''gładkich'''.
 
=== Przykłady ===
* Funkcja klasy <math>C^{1}(\mathbb{R})</math> jest funkcją ciągłą, której pochodna też jest ciągła.
* [[Wielomian]]y, [[Funkcja wykładnicza|funkcje wykładnicze]], [[Funkcje trygonometryczne|sinus i cosinus]], [[Funkcje hiperboliczne|sinus hiperboliczny, cosinus hiperboliczny i tangens hiperboliczny]], są funkcjami klasy <math>C^{\infty}(\mathbb{R}).</math>.
* Funkcja <math>f(x)=|x|</math> jest klasy <math>C^{0}(\mathbb{R}),</math>, ale nie klasy <math>C^{1}(\mathbb{R}).</math>.
* Funkcja dana wzorem:
: <math>f(x) = \begin{cases}
 
: <math> f(x) = \begin{cases} x^3\cdot \sin\left(\frac{1}{x}\right), & \mathrm{gdy\ } x \ne 0, \\
0, & \mathrm{gdy\ } x = 0
\end{cases}</math>
 
jest klasy <math>C^{1}(\mathbb{R}),</math>, ale nie jest klasy <math>C^{2}(\mathbb{R}).</math>
 
== Zobacz też ==