Derivate laterale. Punct unghiular și punct de întoarcere

Derivate laterale stânga / dreapta

Definiții

Derivata la stânga în \( \displaystyle x_0 \): \( \displaystyle f'_s(x_0)=\lim_{x\to x_0-}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0} \)

Derivata la dreapta în \( \displaystyle x_0 \): \( \displaystyle f'_d(x_0)=\lim_{x\to x_0+}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0} \)

Funcția este derivabilă în \( \displaystyle x_0 \) dacă ambele derivate laterale există, sunt finite și sunt egale

Exemplu rezolvat (foarte important)

Fie \( \displaystyle f(x)=|x| \). Verifică derivabilitatea în \( \displaystyle x_0=0 \)

Pentru \( \displaystyle x<0 \), \( \displaystyle |x|=-x \Rightarrow \frac{|x|-|0|}{x-0}=\frac{-x}{x}=-1 \Rightarrow f'_s(0)=-1 \)

Pentru \( \displaystyle x>0 \), \( \displaystyle |x|=x \Rightarrow \frac{|x|-|0|}{x-0}=\frac{x}{x}=1 \Rightarrow f'_d(0)=1 \)

Cum \( \displaystyle f'_s(0)\neq f'_d(0) \), funcția nu este derivabilă în 0, iar punctul este un punct unghiular

Pentru \( \displaystyle f(x)=|x| \), determină \( \displaystyle f'_s(0) \) \( \displaystyle -1 \)
Pentru \( \displaystyle x<0 \), \( \displaystyle |x|=-x \)
\( \displaystyle \frac{|x|-0}{x}=\frac{-x}{x}=-1 \Rightarrow f'_s(0)=-1 \)
Pentru \( \displaystyle f(x)=|x| \), determină \( \displaystyle f'_d(0) \) \( \displaystyle 1 \)
Pentru \( \displaystyle x>0 \), \( \displaystyle |x|=x \)
\( \displaystyle \frac{|x|-0}{x}=\frac{x}{x}=1 \Rightarrow f'_d(0)=1 \)
Arată dacă \( \displaystyle f(x)=|x| \) este derivabilă în \( \displaystyle 0 \) \( \displaystyle \text{nu} \)
\( \displaystyle f'_s(0)=-1 \) și \( \displaystyle f'_d(0)=1 \)
Derivatele laterale sunt diferite, deci funcția nu este derivabilă în \( \displaystyle 0 \)
Pentru \( \displaystyle f(x)=|x-2| \), determină \( \displaystyle f'_s(2) \) \( \displaystyle -1 \)
Pentru \( \displaystyle x<2 \), \( \displaystyle |x-2|=-(x-2)=2-x \)
\( \displaystyle \frac{f(x)-f(2)}{x-2}=\frac{2-x-0}{x-2}=\frac{-(x-2)}{x-2}=-1 \Rightarrow f'_s(2)=-1 \)
Pentru \( \displaystyle f(x)=|x-2| \), determină \( \displaystyle f'_d(2) \) \( \displaystyle 1 \)
Pentru \( \displaystyle x>2 \), \( \displaystyle |x-2|=x-2 \)
\( \displaystyle \frac{x-2-0}{x-2}=1 \Rightarrow f'_d(2)=1 \)