Różniczkowalność i badanie monotoniczności funkcji
Jeśli funkcja ma pochodną w punkcie x₀, mówimy, że jest różniczkowalna w tym punkcie. Funkcja różniczkowalna w każdym punkcie przedziału (a;b) jest różniczkowalna w całym tym przedziale. Każda funkcja mająca pochodną w punkcie jest w tym punkcie ciągła!
Pochodną funkcji w punkcie możemy interpretować geometrycznie. Wartość f'x0 jest równa tangensowi kąta, jaki z osią x tworzy styczna do wykresu funkcji f w punkcie x0,f(x0). Równanie tej stycznej ma postać y=f'x0x−x0+f(x₀).
Istnieje ścisły związek między pochodnymi a monotonicznością funkcji. Jeśli funkcja f jest różniczkowalna w przedziale (a;b) i jej pochodna jest dodatnia (f'(x)>0) w każdym punkcie tego przedziału, to funkcja jest rosnąca. Jeśli pochodna jest ujemna (f'(x)<0), funkcja jest malejąca.
🔍 Uwaga! Gdy badasz monotoniczność funkcji za pomocą pochodnej, wystarczy zbadać znak pochodnej w danym przedziale. Jeśli f'x=0, funkcja jest stała; jeśli f'(x)>0, funkcja rośnie; jeśli f'(x)<0, funkcja maleje.
Badanie pochodnej pozwala nam nie tylko określić monotoniczność funkcji, ale także znaleźć jej ekstrema lokalne. Punkty, w których pochodna zmienia znak, są kandydatami na ekstrema lokalne funkcji.