Ưu đãi 50% Ưu đãi 50% trọn bộ khóa học Toán THPT!
Chương IX: Đạo hàm

Bài 31: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

Lý thuyết: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

Định nghĩa đạo hàm tại một điểm, cách tính bằng định nghĩa và ý nghĩa hình học (phương trình tiếp tuyến), ý nghĩa vật lí của đạo hàm.

I. Đạo hàm tại một điểm

1. Định nghĩa

Cho hàm số $y = f(x)$ xác định trên khoảng $(a; b)$ và $x_0 \in (a; b)$.

Nếu tồn tại giới hạn hữu hạn:

$\lim_{x \to x_0} \frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0}$

thì giới hạn đó được gọi là đạo hàm của hàm số $y = f(x)$ tại điểm $x_0$, kí hiệu là $f'(x_0)$ hoặc $y'(x_0)$.

Công thức dùng số gia

Đặt $\Delta x = x - x_0$ là số gia của đối số tại $x_0$.

Đặt $\Delta y = f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)$ là số gia tương ứng của hàm số.

Khi đó: $f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$.

Mối liên hệ giữa sự tồn tại đạo hàm và tính liên tục

Nếu hàm số $y = f(x)$ có đạo hàm tại $x_0$ thì nó liên tục tại điểm đó.

Lưu ý: Điều ngược lại chưa chắc đúng (hàm số liên tục tại một điểm có thể không có đạo hàm tại điểm đó, ví dụ: $y = |x|$ tại $x = 0$).

II. Ý nghĩa hình học của đạo hàm

1. Tiếp tuyến của đồ thị hàm số

Đạo hàm của hàm số $y = f(x)$ tại điểm $x_0$ là hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị hàm số đó tại điểm $M_0(x_0; f(x_0))$.

$k = f'(x_0)$

2. Phương trình tiếp tuyến

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y = f(x)$ tại điểm $M_0(x_0; y_0)$ là:

$y - y_0 = f'(x_0)(x - x_0)$

hoặc $y = f'(x_0)(x - x_0) + y_0$.

x y O y = f(x) M₀(x₀, y₀) x₀ y₀

Hình 1: Tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm M₀

III. Ý nghĩa vật lí của đạo hàm

  • Vận tốc tức thời: $v(t) = s'(t)$, trong đó $s(t)$ là phương trình chuyển động.
  • Cường độ dòng điện tức thời: $I(t) = Q'(t)$, trong đó $Q(t)$ là điện lượng.
Bài trước Bài tiếp