सारांश
यह पाठ अवकलज का अवकलन करता है। किसी फलन का अवकलज एक अन्य फलन है, जिसका स्वयं भी अवकलन किया जा सकता है: इस प्रकार द्वितीय कोटि का अवकलज, तृतीय कोटि का अवकलज और, व्यापक रूप में, कोटि का अवकलज प्राप्त होता है, जिसके लिए घातों, चरघातांकी फलन, ज्या और कोज्या की स्थिति में एक स्पष्ट सूत्र है, जो आगमन से सिद्ध किया जाता है। किसी गुणनफल का कोटि का अवकलज उसी नियम का पालन करता है जिसका किसी द्विपद की घात: यह लाइबनिज़ नियम है। पाठ का दूसरा आधा हिस्सा लाइबनिज़ संकेतन के चिह्नों और को अलग-अलग अर्थ देता है: अवकल फलन की वृद्धि का रैखिक भाग है, वह एकमात्र भाग जो उससे केवल ऐसी राशि से अलग है जो चर की वृद्धि की तुलना में नगण्य है। इसकी सहायता से मानों का सन्निकटन किया जाता है और यह आकलन किया जाता है कि किसी मापन की त्रुटि कैसे संचरित होती है, अभी सन्निकटन की त्रुटि का कोई परिबंध देने का प्रयास किए बिना।
अधिगम उद्देश्य
- उच्च कोटि के अवकलजों को उनके प्रांत सहित परिभाषित करना, और आगमन द्वारा घातों, चरघातांकी फलन, ज्या, कोज्या और बहुपदों का कोटि का अवकलज प्राप्त करना।
- किसी गुणनफल के कोटि के अवकलज के लिए लाइबनिज़ नियम सिद्ध करना, और उसे तब लागू करना जब गुणकों में से एक बहुपद हो।
- अवकल को परिभाषित करना और सिद्ध करना कि वह वृद्धि का मुख्य भाग है, और में अंतर करते हुए।
- अवकल द्वारा मानों का सन्निकटन करना और सापेक्ष त्रुटियों का आकलन करना, यह जानते हुए कि सन्निकटन क्या कहता है और क्या नहीं कहता।
उच्च कोटि के अवकलज
किसी फलन का अवकलज एक अन्य फलन है, और उसका फिर से अवकलन करने में कोई बाधा नहीं है। का अवकलज है, और का ; का है, और का । यदि , क्षण पर किसी गतिमान वस्तु की स्थिति है, तो उसका अवकलज वेग है, और वेग का अवकलज, जो मापता है कि वेग स्वयं कितनी तेज़ी से बदलता है, त्वरण है; परिवर्तन की दरें वाला पाठ इस व्याख्या का अध्ययन करेगा। सीमा के रूप में अवकलज वाले पाठ की तरह, यह सटीक रूप से निर्धारित करना उचित है कि प्रत्येक अवकलज कहाँ परिभाषित है।
मान लीजिए , पर परिभाषित एक फलन है। के उच्च कोटि के अवकलज पुनरावर्तन द्वारा परिभाषित किए जाते हैं: कोटि का अवकलज स्वयं फलन है, और कोटि का अवकलज कोटि वाले अवकलज का अवकलज फलन है:
अवकलज फलन की परिभाषा से, कोटि के अवकलज का प्रांत के प्रांत के उन बिंदुओं का समुच्चय है जिन पर अवकलनीय है। कहा जाता है कि बार अवकलनीय है, किसी बिंदु पर, यदि , के प्रांत में है; किसी समुच्चय पर, यदि वह के प्रत्येक बिंदु पर ऐसा है; और पर अनंत बार अवकलनीय, यदि वह प्रत्येक के लिए ऐसा है। पहले कुछ अवकलज प्राइम से लिखे जाते हैं, (द्वितीय कोटि का अवकलज) और ; चौथी कोटि से आगे कोटि को कोष्ठक में लिखा जाता है, जैसे , ताकि उसे घात न समझ लिया जाए। यदि , तो लाइबनिज़ संकेतन में और लिखा जाता है, और बार अवकलन करने की संक्रिया को लिखा जाता है।
लाइबनिज़ संकेतन में, अंश का घातांक बताता है कि संक्रिया कितनी बार लागू की जाती है, और हर का घातांक पूरे चिह्न पर लागू होता है, चर पर नहीं; पूरा चिह्न एक समग्र के रूप में पढ़ा जाता है। यदि किसी बिंदु पर बार अवकलनीय है, तो से कम कोटि का प्रत्येक अवकलज उस बिंदु पर अवकलनीय है और, सीमा के रूप में अवकलज वाले पाठ के उस प्रमेय से जिसके अनुसार अवकलनीयता से सांतत्य प्राप्त होता है, वहाँ संतत है। प्रथम कोटि का अवकलज होते हुए भी द्वितीय कोटि का अवकलज अनुपस्थित हो सकता है: अवकलन के नियम वाले पाठ ने दिखाया कि पूरे पर अवकलनीय है, अवकलज के साथ, और निरपेक्ष मान पर अवकलनीय नहीं है, अवकलनीयता के बिना सांतत्य वाले साध्य के अनुसार। अतः , पर एक बार अवकलनीय है और दो बार केवल पर, जहाँ उसका द्वितीय कोटि का अवकलज के बराबर है ( के दाईं ओर) और के बराबर (बाईं ओर)।
प्रांत के बारे में परिकल्पनाओं को न दोहराने के लिए, सामान्य प्रमेयों के फलनों को एक विवृत अंतराल पर परिभाषित माना जाता है, जिसके सभी बिंदु के संचय बिंदु हैं। इससे कुछ नहीं खोया जाता: अवकलन के नियम वाले पाठ की अवकलज की स्थानीय प्रकृति वाली प्रमेयिका के दूसरे कथन से, प्रांत में अंतर्विष्ट किसी विवृत अंतराल के बिंदु पर किसी फलन का अवकलज अंतराल पर उसके प्रतिबंध का अवकलज होता है, और आगमन से यही बात उच्च कोटि के अवकलजों के लिए भी होती है। इस प्रकार का अध्ययन पर और पर किया जाता है।
मान लीजिए और विवृत अंतराल पर परिभाषित फलन हैं, जो बार अवकलनीय हैं ( पर), और एक वास्तविक संख्या है। तब , बार अवकलनीय है ( पर), और ( पर)। रैखिक संयोजन के अवकलज वाला प्रमेय, अवकलन के नियम वाले पाठ से, बार लागू किया जाता है।
प्रमाण
के लिए यह रैखिक संयोजन के अवकलज वाला प्रमेय ही है, के प्रत्येक बिंदु पर।
यदि समानता के लिए सत्य है, और तथा , बार अवकलनीय हैं ( पर), तो फलन , पर अवकलनीय दो फलनों का रैखिक संयोजन है; उसी प्रमेय से, वह पर अवकलनीय है। आगमन के सिद्धांत से, समानता प्रत्येक के लिए सत्य है।
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