Инвариантность формы дифференциала

С правилом дифференцирования сложной функции связано свойство, которое называется:

Инвариантность формы дифференциала.

Пусть функции и таковы, что из них может быть составлена сложная функция: , и пусть существуют производные и . Тогда существует и производная .

Дифференциал функции как функции от независимой переменной выглядит следующим образом:

.

Если рассматривать функцию от независимой переменной , то дифференциал будет равен

.

Применив формулу для производной сложной функции, получим .

Так как - дифференциал функции , то мы снова приходим к формуле . Но здесь уже не является приращением независимой переменной и в случае нелинейной функции не совпадает с приращением .

Таким образом, видим, что форма дифференциала даже в том случае, если прежняя независимая переменная заменена новой.

Касательная; геометрический смысл производной и дифференциала.

Все описанные секущие проходят через одну точку, а при их угловые коэффициенты (тангенсы углов наклона их к оси ) стремятся к определенному числу –… Пусть , тогда угловой коэффициент секущей равен , а его предельное значение… .

Односторонние производные.

. Аналогично определяется односторонняя левая производная .

Производные и дифференциалы высших порядков

Если определена производная порядка , то производная порядка определяется формулой . Для производной порядка приняты обозначения . Условились… Рассмотрим несколько примеров вычисления производных высших порядков. …  

Формула Лейбница.

. Доказательство. При формула совпадает с уже доказанной формулой для… .