Initializzazione
Zoom
SlopeMovie
DerivativeBuilder
Funzione, grafico; "pendenza"
esempi:
Grafico della funzione (reale di variabile reale):
f(x) = x^2 (4 - x) sull'intervallo [1, 5]:
In[10]:=
h = 2;
Plot[x^2 (4 - x), {x, 3 - h, 3 + h}];
Osserviamone meglio il comportamento in vicinanza di (x=3, f(x)= 9).
In[12]:=
Zoom[x^2 (4 - x), {x, 3}]
Se l'intervallo considerato e` sufficientemente piccolo, il grafico della funzione "si confonde" con una retta, che ha una "pendenza".
Derivata: definizione formale
Grafico di una funzione f in un intorno del punto x = x0. Consideriamo un punto x = x0 + h e tracciamo la retta che interseca il grafico di f per x = x0 e per x = x0 + h.
(Esercizio: Scrivere un'espressione per le coordinate dei due punti d'intersezione e scrivere l'espressione della "pendenza" (o "coefficiente angolare") della retta che li congiunge.)
Per determinare "la pendenza del grafico" nel punto x0, rimpiccioliamo ripetutamente il modulo di h e calcoliamo la pendenza della linea che interseca il grafico di f in x0 e x0 + h. Queste linee vengono chiamate secanti; la linea limite e` chiamata tangente.
In[14]:=
SlopeMovie[(x - 3)^2 + 1, {x, 0, 5.}, 2.3, 2]
Formalmente, prendiamo il limite per h -> 0 nell'espressione trovata nell' Esercizio precedente e otteniamo la "derivata f '(x0) della funzione f in x0":
f '(x0) = lim (h->0) (f(x0+h) - f(x0))/h.
Questo limite, quando esiste, fornisce "la pendenza del grafico in x0", ed il suo valore non dipende dalla scelta di un particolare secondo punto x0+h; esso da` una misura della rapidita` con cui varia f in un intorno di x0.
La derivata come funzione
Una funzione f(x) puo` avere un valore ben definito della "derivata" (o "pendenza del grafico") ad ogni punto x0 del suo dominio. Questo porta alla definizione di una "funzione derivata f '(x)".
In[15]:=
?DerivativeBuilder
In[16]:=
DerivativeBuilder[Sin[(3.3-x)^2], {x, 0, 3}];
Qualche altro esempio
In[18]:=
DerivativeBuilder[4.9x^2, {x, 0, 3}];
In[19]:=
DerivativeBuilder[9.8x, {x, 0, 3}];
In[20]:=
DerivativeBuilder[Sin[x], {x, 0, 3}];
In[21]:=
DerivativeBuilder[Cos[x], {x, 0, 3}];
In[22]:=
DerivativeBuilder[Exp[x], {x, 0, 3}];
Created by Mathematica (November 15, 2004)