Раздел II. Дифференциальное исчисление функций одной переменной§ 1. Производная явной функции

Демидович — задача 824

Б. П. Демидович, «Сборник задач и упражнений по математическому анализу». Условие, подробное решение и ответ.

Задача 824

Доказать, что

а) Δ[f(x)+g(x)]=Δf(x)+Δg(x)\Delta[f(x)+g(x)]=\Delta f(x)+\Delta g(x);

б) Δ[f(x)g(x)]=g(x+Δx)Δf(x)+f(x)Δg(x)\Delta[f(x)g(x)]
=g(x+\Delta x)\,\Delta f(x)+f(x)\,\Delta g(x)
.
Доказано:{Δ[f(x)+g(x)]=Δf(x)+Δg(x)\Delta[f(x)+g(x)]=\Delta f(x)+\Delta g(x)}

{Δ[f(x)g(x)]=g(x+Δx)Δf(x)+f(x)Δg(x)\Delta[f(x)g(x)]=g(x+\Delta x)\,\Delta f(x)+f(x)\,\Delta g(x)}

Доказательство

  1. 1

    Пункт а)

    Используя определение приращения, получаемΔ[f(x)+g(x)]=[f(x+Δx)+g(x+Δx)][f(x)+g(x)]==[f(x+Δx)f(x)]+[g(x+Δx)g(x)]==Δf(x)+Δg(x)\begin{aligned}
    \Delta[f(x)+g(x)]
    &=[f(x+\Delta x)+g(x+\Delta x)]-[f(x)+g(x)]=\\
    &=[f(x+\Delta x)-f(x)]+[g(x+\Delta x)-g(x)]=\\
    &=\Delta f(x)+\Delta g(x)
    \end{aligned}
  2. 2

    Пункт б)

    К разности произведений прибавим и вычтем
    f(x)g(x+Δx)f(x)g(x+\Delta x):Δ[f(x)g(x)]=f(x+Δx)g(x+Δx)f(x)g(x)==f(x+Δx)g(x+Δx)f(x)g(x+Δx)++f(x)g(x+Δx)f(x)g(x)==g(x+Δx)[f(x+Δx)f(x)]++f(x)[g(x+Δx)g(x)]==g(x+Δx)Δf(x)+f(x)Δg(x)\begin{aligned}
    \Delta&[f(x)g(x)]
    =f(x+\Delta x)g(x+\Delta x)-f(x)g(x)=\\
    &=f(x+\Delta x)g(x+\Delta x)-f(x)g(x+\Delta x)+
    +f(x)g(x+\Delta x)-f(x)g(x)=\\
    &=g(x+\Delta x)[f(x+\Delta x)-f(x)]+
    +f(x)[g(x+\Delta x)-g(x)]=\\
    &=g(x+\Delta x)\,\Delta f(x)+f(x)\,\Delta g(x)
    \end{aligned}

Что и требовалось доказать

Демидович № 824 — решение и ответ