수학개념

SSamYang·2024년 6월 29일

📈수학개념📈

📐도함수 📐

도함수 = 기울기
이렇게 생각하는게 편한거 같음

기울기는 함수가 위치하고 있는 지점에 따라 값이 달라질 수 있다
예시 -> f(a)=a2f(a) = a^2 or f(a)=ln(a)f(a) = ln(a)
f(a)=3af(a) = 3a 와 같은 그래프는 직선 그래프이기 때문에 기울기가 항상 같다

위 그래프 기준으로 항상 3:1의 비율을 가진다

도함수 공식

ddx[f(x)]\frac{d}{dx}[f(x)]

😵‍보다 복잡한 예제😵‍

ddxf(x)=ddxa2=2a\frac{d}{dx}f(x) = \frac{d}{dx}a^2 = 2a

교과서에 있는 공식이라한다

초등함수의 미분 공식을 보면 알 수 있다!

초등함수 미분공식

상수 함수: f(x)=Cf(x) = C의 미분은 f(x)=0f'(x) = 0
1차 함수: f(x)=mx+bf(x) = mx + b의 미분은 f(x)=mf'(x) = m
2차 함수: f(x)=ax2+bx+cf(x) = ax^2 + bx + c의 미분은 f(x)=2ax+bf'(x) = 2ax + b
거듭제곱 함수: f(x)=xnf(x) = x^n의 미분은 f(x)=nxn1f'(x) = nx^{n-1} (n은 실수)
지수함수: f(x)=exf(x) = e^x의 미분은 f(x)=exf'(x) = e^x
로그함수: f(x)=ln(x)f(x) = \ln(x)의 미분은 f(x)=1xf'(x) = \frac{1}{x}
삼각함수:
f(x)=sin(x)f(x) = \sin(x)의 미분은 f(x)=cos(x)f'(x) = \cos(x)
f(x)=cos(x)f(x) = \cos(x)의 미분은 f(x)=sin(x)f'(x) = -\sin(x)
f(x)=tan(x)f(x) = \tan(x)의 미분은 f(x)=1cos2(x)=sec2(x)f'(x) = \frac{1}{\cos^2(x)} = \sec^2(x)
f(x)=cot(x)f(x) = \cot(x)의 미분은 f(x)=1sin2(x)=csc2(x)f'(x) = -\frac{1}{\sin^2(x)} = -\csc^2(x)
f(x)=sec(x)f(x) = \sec(x)의 미분은 f(x)=sin(x)cos2(x)=sec(x)tan(x)f'(x) = \frac{\sin(x)}{\cos^2(x)} = \sec(x)\tan(x)
f(x)=csc(x)f(x) = \csc(x)의 미분은 f(x)=cos(x)sin2(x)=csc(x)cot(x)f'(x) = -\frac{\cos(x)}{\sin^2(x)} = -\csc(x)\cot(x)


📉 계산그래프 📉

도함수를 계산하기 위해서는 빨간색 선을 따라 계산된다.


깔끔한 버전

연쇄법칙관련 설명

f(g(x))=w(u(x))u(x)f(g(x))' =w'\Bigl(u(x)\Bigr)\cdot u'(x)
dwdx=dwdududx=w(u(x))u(x)\frac{dw}{dx}=\frac{dw}{du}\cdot\frac{du}{dx}=w'\Bigl(u(x)\Bigr)\cdot u'(x)

dudx\frac{du}{dx}= u의 x에 대한 도함수
dwdu\frac{dw}{du}= w의 u에 대한 도함수

함수 f(x)=(3x+1)2x=2f(x) = (3x + 1)^2의 x = 2에서의 미분계수
곱의 미분공식
w'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)

  • 미분 과정
    • 함수 f(x) 정의
      먼저, 주어진 함수 f(x)=(3x+1)2f(x) = (3x + 1)^2를 정의합니다.
      f(x)=(3x+1)(3x+1)f(x) = (3x + 1)(3x + 1)
    • 곱의 미분 공식 적용
      f(x)는 두 함수 3x + 1의 곱으로 이루어져 있으므로 곱의 미분 공식 을 적용합니다.
      f(x)=(3)(3x+1)+(3x+1)(3)f'(x) = (3)(3x + 1) + (3x + 1)(3)
    • 2.3.3 미분 계산
      위 식을 계산하면 다음과 같습니다.
      f(x)=9x+3+9x+3=18x+6f'(x) = 9x + 3 + 9x + 3 = 18x + 6
    • x=2x = 2 대입
      x=2x = 2에서의 f(x)f'(x)를 구하기 위해 x=2x = 2를 위 식에 대입합니다.
      f(2)=18(2)+6=36+6=42f'(2) = 18(2) + 6 = 36 + 6 = 42

연쇄법칙 & 도함수 개념 좀 더 보강하자

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