Den røde kurven viser grafen til en
funksjon. Animasjonen illustrerer overgangen fra
sekant ® tangent og
anskueliggjør hvordan en kommer fram til formelen
f ¢(x0) =
|
lim h
® 0
|
f(x0 + h) - f(x0)
h
| | for
den deriverte til en funksjon f i et punkt x0.
Mer om
den matematiske bakgrunnen:
Den deriverte til en
funksjon f
viser seg som stigningstallet til tangenten på funksjonens
graf. For å gi forestillingen "Tangenten til en kurve" en presis
definisjon, og også for faktisk å kunne beregne stigningstallet til en
tangent, skal vi i fortsettelsen betrakte en " sekant "
slik: Dersom x0 er punktet, der den deriverte skal
beregnes, så har det tilhørende punktet P på grafen koordinatene (x0, f(x0)). Vi søker
altså stigningstallet til tangenten i punktet P på grafen.
Til dette betrakter vi i tillegg
et annet punkt Q i
avstand h fra x med
koordinatene (x0 + h, f(x0+ h)). Den rette linjen
gjennom P og Q skjærer kurven (i minst) to
punkter - en slik rett linje kaller vi en "sekant". Dens stigningstall er
gitt ved kvotienten
- av differensen til y -verdiene (det
vil si differensen mellom funksjonsverdiene):
f(x0+ h) - f(x0)
- og differensen til x-verdiene,
dvs. h, altså
Her kan h være både positiv eller negativ (i det første
tilfelle ligger Q "til
høyre" for P, i det
andre tilfelle "til venstre" for P ).
Når h nærmer seg tallet 0, så rykker Q stadig nærmere P. Sekanten nærmer seg, og stigningstallet til
sekanten nærmer seg stigningstallet til tangenten som er den verdien vi er
på jakt etter. Er h = 0, så blir Q sammenfallende med P. Vi kan riktignok ikke
finne stigningstallet til tangenten ved ganske enkelt å sette h = 0 inn i dette
uttrykket (det gir det meningsløse uttrykket 0/0), men den blir gitt ved
grenseverdien for stigningstallet til sekantene når h ® 0. Dette er den formelle definisjonen til den
deriverte til en funksjon for en gitt verdi x0.
Dersom denne grenseverdien eksisterer, sier
vi at funksjonen er deriverbar i punktet x0. Dersom den
ikke eksisterer (f.eks. når grafen har en knekk og derfor ikke har en
tangent), er funksjonen ikke deriverbar for verdien x0 - da har funksjonen ikke noen derivert i dette
punktet.
Animasjonen illustrerer grenseovergangen som inntrer
når h ® 0, det at
sekant ® tangent
for en deriverbar funksjon (der h alltid er positiv, fordi
Q hele tiden ligger
"til høyre" for
P). |