Перейти до змісту
AlphaPrepAcademy
← до всіх статей

Блог

Похідна на T-Kurs: правила диференціювання і дотична

19 вересня 2026 р.4 хв читання

Похідна — основа всього блоку "Математичний аналіз". Без неї неможливо знайти екстремуми, точки перегину, рівняння дотичної чи розв'язати Kurvendiskussion. Тому правила диференціювання на іспиті T-Kurs потрібно знати "на автоматі": тут немає часу згадувати формулу.

Розберемо правила, типові приклади та пастки, на яких найчастіше втрачаються бали.

Що показує похідна

Похідна f(x)f'(x) — це швидкість зміни функції, ніби спідометр на дорозі, якою рухається графік:

  • f(x)>0f'(x) > 0 — графік іде вгору, функція зростає;
  • f(x)<0f'(x) < 0 — графік іде вниз, функція спадає;
  • f(x)=0f'(x) = 0 — графік на мить "зупиняється": це кандидат на максимум або мінімум.

Слово "кандидат" тут важливе: рівність f(x)=0f'(x) = 0 ще не доводить, що в точці є екстремум. Це розібрано в статті про Kurvendiskussion на T-Kurs.

Шість правил диференціювання

ПравилоФормула
Potenzregel (степінь)(xn)=nxn1(x^n)' = n \cdot x^{n-1}
Faktorregel (множник)(cf(x))=cf(x)(c \cdot f(x))' = c \cdot f'(x)
Summenregel (сума)(f+g)=f+g(f + g)' = f' + g'
Produktregel (добуток)(uv)=uv+uv(u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v'
Quotientenregel (частка)(uv)=uvuvv2\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u' \cdot v - u \cdot v'}{v^2}
Kettenregel (складна функція)(f(g(x)))=f(g(x))g(x)(f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x)

Похідні ключових функцій

ФункціяПохідна
cc (стала)00
xnx^nnxn1n \cdot x^{n-1}
exe^xexe^x
ekxe^{kx}kekxk \cdot e^{kx}
lnx\ln x (при x>0x > 0)1x\dfrac{1}{x}
sinx\sin xcosx\cos x

Похідна ekxe^{kx} — це вже застосування ланцюгового правила: зовнішня функція eue^u, внутрішня u=kxu = kx, її похідна kk.

Приклади

Приклад 1. Правило добутку. Знайдемо похідну f(x)=x2exf(x) = x^2 \cdot e^x. Тут u=x2u = x^2, v=exv = e^x, тож u=2xu' = 2x, v=exv' = e^x:

f(x)=2xex+x2ex=(2x+x2)exf'(x) = 2x \cdot e^x + x^2 \cdot e^x = (2x + x^2) \cdot e^x

Приклад 2. Правило частки. Для f(x)=x+1x2f(x) = \dfrac{x + 1}{x - 2} маємо u=x+1u = x + 1, v=x2v = x - 2, u=v=1u' = v' = 1:

f(x)=1(x2)(x+1)1(x2)2=3(x2)2f'(x) = \frac{1 \cdot (x - 2) - (x + 1) \cdot 1}{(x - 2)^2} = \frac{-3}{(x - 2)^2}

Приклад 3. Ланцюгове правило. Для f(x)=(2x+1)3f(x) = (2x + 1)^3 зовнішня функція — куб, внутрішня — 2x+12x + 1:

f(x)=3(2x+1)22=6(2x+1)2f'(x) = 3(2x + 1)^2 \cdot 2 = 6(2x + 1)^2

Ще два приклади в тому ж дусі: (e3x)=3e3x\left(e^{3x}\right)' = 3e^{3x} і (ln(x2+1))=2xx2+1\left(\ln(x^2 + 1)\right)' = \dfrac{2x}{x^2 + 1}.

Дотична до графіка

Рівняння дотичної до графіка функції в точці x0x_0 має вигляд:

t(x)=f(x0)(xx0)+f(x0)t(x) = f'(x_0) \cdot (x - x_0) + f(x_0)

Це класичне завдання: "Bestimmen Sie die Tangentengleichung".

Приклад. Дотична до f(x)=x32xf(x) = x^3 - 2x у точці x0=1x_0 = 1.

  1. Значення функції: f(1)=12=1f(1) = 1 - 2 = -1.
  2. Похідна: f(x)=3x22f'(x) = 3x^2 - 2, тому f(1)=1f'(1) = 1.
  3. Підставляємо: t(x)=1(x1)+(1)=x2t(x) = 1 \cdot (x - 1) + (-1) = x - 2.

Поведінка на нескінченності: швидке правило

Для дробів із многочленів достатньо порівняти степені чисельника й знаменника:

  • степінь чисельника більший — вираз прямує до ±\pm\infty, наприклад, x3x+1\dfrac{x^3}{x + 1};
  • степені однакові — границя дорівнює відношенню старших коефіцієнтів, наприклад, 3x2+1x243\dfrac{3x^2 + 1}{x^2 - 4} \to 3;
  • степінь чисельника менший — границя дорівнює 00, наприклад, x+1x2+10\dfrac{x + 1}{x^2 + 1} \to 0.

Якщо знаменник прямує до нуля, а чисельник ні, графік має вертикальну асимптоту (senkrechte Asymptote).

Три типові помилки

  1. Забутий product rule. Похідна x2exx^2 \cdot e^x дорівнює не 2xex2x \cdot e^x, а (2x+x2)ex(2x + x^2) \cdot e^x.
  2. Зупинка на f(x)=0f'(x) = 0. Це лише необхідна умова. Щоб довести, що точка є максимумом чи мінімумом, потрібна друга похідна або таблиця знаків.
  3. Скорочення доданків. У виразі x+5x\dfrac{x + 5}{x} не можна "скоротити xx": скорочувати можна лише множники, а не доданки.

Більше пасток по всьому блоку математики — у статті 12 типових помилок на іспиті T-Kurs.

Що далі

Правила диференціювання логічно продовжуються Kurvendiskussion, а обернену дію, інтегрування, розібрано в статті про інтеграли на T-Kurs. У курсі T-Kurs ця тема розібрана з теорією, прикладами й практичними завданнями.

Похідна в курсі T-Kurs →

Читайте також

Готові почати підготовку?

Постав питання, отримай консультацію або почни готуватися просто зараз.