Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 11. 12. 2010 10:49

byk7
InQuisitor
Příspěvky: 4713
Reputace:   221 
 

Saturdayův vzorec

Zdravím,
na fóru jsem našel Saturdayův vzorec
$\(\big(f(x)\big)^{g(x)}\)'=g(x)\big(f(x)\big)^{g(x)-1}+\big(f(x)\big)^{g(x)}\ln\big(f(x)\big)g'(x)=\big(f(x)\big)^{g(x)}\(g'(x)\ln\big(f(x)\big)+\frac{g(x)f'(x)}{f(x)}\)$

ale nějak se nepochytil důkaz tohoto tvrzení.

Mohl by mi to nekdo osvětlit?
Děkuji


Příspěvky psané červenou barvou jsou moderátorské, šedá je offtopic.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) byk7)

#2 11. 12. 2010 11:06

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ byk7:

Přepíšeš si mocninu ($a^b=\mathrm{e}^{b\cdot\ln a}$) a derivuješ jako složenou funkci.

Offline

 

#3 11. 12. 2010 11:53

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Saturdayův vzorec

Když už jsme u Saturdayova vzorce, tak podle mě nespočívá v tomto konkrétním vzorečku, ale v tom, že funkci na funkci derivujeme tak, že to nejprve derivujeme jakoby byl mocněnec konstanta a pak k tomu přičteme derivaci, kterou počítáme tak, jako by byl mocnitel konstantní. Vzorec pak už z této mnemotechnické pomůcky sám vyplyne. Dal by se tedy shrnout:

$\(f(x)^{g(x)}\)'=\(\frac{\mathrm{d} c^{g(x)}}{\mathrm{d} x}\)_{c=f(x)}+\(\frac{\mathrm{d} f(x)^{c}}{\mathrm{d} x}\)_{c=g(x)}$

Dovolil bych si ještě malé zobecnění Saturdayova vzorce, které mě napadlo díky Olinovu příspěvku (asi by se dalo lépe zformulovat):

Složitou funkci $f(x)$, v jejímž vyjádření pomocí jiných funkcí se x vyskytuje na n různých místech, můžeme derivovat následovně:

1. Na všech místech výskytu x ve funkci f(x) kromě prvního nahradíme x konstantou c. Poté funkci zderivujeme podle x a za c dosadíme x.
2. Na všech místech výskytu x ve funkci f(x) kromě druhého nahradíme x konstantou c. Poté funkci zderivujeme podle x a za c dosadíme x.

n. Na všech místech výskytu x ve funkci f(x) kromě n-tého nahradíme x konstantou c. Poté funkci zderivujeme podle x a za c dosadíme x.

Výsledky z bodů 1 až n sečteme a dostaneme tak derivaci funkce f(x) podle x.

Jednoduchým důsledkem pro $n=2$ a $f(x)=f_1(x)^{f_2(x)}$ pak je klasický Saturdayův vzorec.

Důkaz zobecněného Saturdayova vzorce:

Funkci f(x) můžeme přepsat jako funkci n proměnných, kde proměnné jsou funkcemi x (přitom funkce $x_1$$x_n$ jsou identické funkce):

$f(x)=F(x_1(x),x_2(x),\ldots,x_n(x))$

Derivujeme jako funkci více proměnných:

$\frac{\mathrm{d} f(x)}{\mathrm{d}x}=\frac{\mathrm{d} F(x_1(x),x_2(x),\ldots,x_n(x))}{\mathrm{d}x}=\sum_{i=1}^n\frac{\partial F(x_1(x),x_2(x),\ldots,x_n(x))}{\partial x_i}\cdot\frac{\mathrm{d}x_i(x)}{\mathrm{d}x}=\nl =\sum_{i=1}^n\frac{\partial F(x_1(x),x_2(x),\ldots,x_n(x))}{\partial x_i}\cdot\frac{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}x}=\sum_{i=1}^n\frac{\partial F(x_1(x),x_2(x),\ldots,x_n(x))}{\partial x_i}$

Toto však přesně říká dokazovaná věta.

Offline

 

#4 11. 12. 2010 14:04 — Editoval byk7 (11. 12. 2010 14:14)

byk7
InQuisitor
Příspěvky: 4713
Reputace:   221 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ BrozekP:

díky za zobecnění, asi mi bude ještě chvilku trvat než to pochopim, ale děkuji

Edit:

toto by mohla být pro změnu BrozekP-ova věta :-)
nebo už jsi to nějak nazval?


Příspěvky psané červenou barvou jsou moderátorské, šedá je offtopic.

Offline

 

#5 11. 12. 2010 14:33

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ byk7:

To ne, raději bych volil název „Zobecněný Saturdayův vzorec“ :-).

Offline

 

#6 11. 12. 2010 14:41

byk7
InQuisitor
Příspěvky: 4713
Reputace:   221 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ BrozekP:

ale Kosinová věta se taky nenazývá "Zobecněná Pythagorova věta" (určitě bych našel i další případy :-)

takže bych spíš hlasoval pro můj návrh


Příspěvky psané červenou barvou jsou moderátorské, šedá je offtopic.

Offline

 

#7 11. 12. 2010 16:17

BakyX
Cat Lover & S.O.A.D. Lover
Příspěvky: 3416
Škola: UPJŠ
Pozice: Študent
Reputace:   158 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ BrozekP:

Si si istý, že to ešte nebolo takto zovšeobecnené, že to už pomenovávate ?


1^6 - 2^6 + 3^6 = 666

Offline

 

#8 15. 12. 2010 14:18

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5693
Reputace:   215 
Web
 

Re: Saturdayův vzorec

není to náhodou obyčejný řetízkový pravidlo?

Offline

 

#9 15. 12. 2010 14:26

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Saturdayův vzorec

↑ Stýv:

Je :-)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson