Reciprokszabály

A matematikában a reciprokszabály egy gyors módszer arra, hogy egy függvény deriváltját kiszámíthassuk, melynek a reciproka differenciálható. A reciprokszabály alkalmazásakor nem használjuk a hányadosszabályt vagy a láncszabályt.[1]

A reciprokszabály azt állítja, hogy a 1 / g ( x ) {\displaystyle 1/g(x)} deriváltja:

d d x ( 1 g ( x ) ) = g ( x ) ( g ( x ) ) 2 {\displaystyle {\frac {d}{dx}}\left({\frac {1}{g(x)}}\right)={\frac {-g'(x)}{(g(x))^{2}}}}

ahol g ( x ) 0. {\displaystyle g(x)\neq 0.}

Bizonyítás

Hányadosszabály felhasználásával

A reciprokszabály a hányadosszabályból származtatható, az f ( x ) = 1 {\displaystyle f(x)=1} számlálóval, ekkor:

= f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x ) ( g ( x ) ) 2 {\displaystyle ={\frac {f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{(g(x))^{2}}}}
= 0 g ( x ) 1 g ( x ) ( g ( x ) ) 2 {\displaystyle ={\frac {0\cdot g(x)-1\cdot g'(x)}{(g(x))^{2}}}}
= g ( x ) ( g ( x ) ) 2 . {\displaystyle ={\frac {-g'(x)}{(g(x))^{2}}}.}

Láncszabály felhasználásával

A láncszabály felhasználásával is levezethető a reciprokszabály, hasonlóan a hányadosszabálynál leírtakhoz. Tekintsük 1 g ( x ) {\displaystyle {\frac {1}{g(x)}}} -et, mely az 1 x {\displaystyle {\frac {1}{x}}} és a g ( x ) {\displaystyle g(x)} függvények kompozíciója. Ebből már következik az eredmény, a láncszabály alkalmazásával.

Példák

1 / ( x 3 + 4 x ) {\displaystyle 1/(x^{3}+4x)} deriváltja:

d d x ( 1 x 3 + 4 x ) = 3 x 2 4 ( x 3 + 4 x ) 2 . {\displaystyle {\frac {d}{dx}}\left({\frac {1}{x^{3}+4x}}\right)={\frac {-3x^{2}-4}{(x^{3}+4x)^{2}}}.}

1 / cos ( x ) {\displaystyle 1/\cos(x)} (ha cos x 0 {\displaystyle \cos x\not =0} ) deriváltja:

d d x ( 1 cos ( x ) ) = sin ( x ) cos 2 ( x ) = 1 cos ( x ) sin ( x ) cos ( x ) = sec ( x ) tan ( x ) . {\displaystyle {\frac {d}{dx}}\left({\frac {1}{\cos(x)}}\right)={\frac {\sin(x)}{\cos ^{2}(x)}}={\frac {1}{\cos(x)}}{\frac {\sin(x)}{\cos(x)}}=\sec(x)\tan(x).}

Irodalom

  • Stewart, James: Calculus: Early Transcendentals (6th ed.). (hely nélkül): Brooks/Cole. 2008. ISBN 0-495-01166-5  
  • Larson, Ron; Edwards, Bruce H: Calculus (9th ed.). (hely nélkül): Brooks/Cole. 2009. ISBN 0-547-16702-4  
  • Reiman István: Matematika). (hely nélkül): Typotex Kft. 2011. ISBN 9789632793009  
  • Gerőcs L.-Dr.Vancsó Ödön: Matematika. (hely nélkül): Akadémia Kiadó Zrt. 2010. ISBN 9789630584883  

Kapcsolódó szócikkek

Források

  1. http://www.mathwords.com/r/reciprocal_rule.htm