Gemiddelde groeisnelheid

Gegeven een functie f met daarop de punten A en B , met eerste coördinaat a en b .

De gemiddelde groeisnelheid van f op het interval [ a , b ] is: f ( b ) f ( a ) b a .
Het is de richtingscoëfficiënt (helling) van lijnstuk A B .
Vaak schrijven we Δ x in plaats van b a en Δ y in plaats van f ( b ) f ( a ) . Dan is Δ y Δ x = f ( b ) f ( a ) b a .
We noemen Δ y Δ x een differentiequotiënt (een quotiënt van verschillen).

Rekenschema

Bij het berekenen van de gemiddelde groeisnelheid is een rekenschema handig. We geven een voorbeeld.
Bereken de gemiddelde groeisnelheid van y = 4 x x 3 op het interval [ 1 ; 1,01 ] .
Rekenschema

x = 1

y = 3

x = 1,01 ¯

y = 3,009699 ¯

Δ x = 0,01

Δ y = 0,009699

Dus de gemiddelde groeisnelheid op [ 1 ; 1,01 ] is Δ y Δ x = 0,9699 .

Groeisnelheid

De groeisnelheid van f ( x ) is het getal dat aangeeft hoeveel keer zo snel f ( x ) groeit in verhouding tot x .

De groeisnelheid voor x = a vind je door in f ( a + Δ x ) f ( a ) Δ x het getal Δ x naar 0 te laten naderen.
De gevonden waarde noteer je met f ( a ) .
De functie f heet de afgeleide functie van f .
Bij een functie de afgeleide bepalen heet: de functie differentiëren.
Raaklijn
Als P het punt op de grafiek van f met eerste coördinaat a + Δ x is, nadert lijn A P de raaklijn in A als Δ x naar 0 nadert.
De raaklijn in A aan de grafiek van f is de lijn door A met f ( a ) als richtingscoëfficiënt.
Als je op een punt van de grafiek inzoomt, wordt de grafiek bij dat punt (bijna) recht. De raaklijn in dat punt is die rechte lijn.

Regels voor differentiëren

Somregel
als s ( x ) = f ( x ) + g ( x ) dan s ( x ) = f ( x ) + g ( x ) .

Veelvoudregel
als g ( x ) = c f ( x ) voor een zeker getal c , dan g ( x ) = c f ( x ) .

De afgeleide van enkele functies
Als f : x a x + b , dan f ( x ) = a .
Als f : x x 2 , dan f ( x ) = 2 x .
Als f : x x 3 , dan f ( x ) = 3 x 2 .
Uit het voorgaande volgt:
als f : x a x 3 + b x 2 + c x + d , dan f ( x ) = 3 a x 2 + 2 b x + c .

Voorbeelden
Als f : x 3 2 x , dan f ( x ) = 2 .
Als f : x 3 x 2 2 x + 1 , dan f ( x ) = 6 x 2 .
Als f : x 3 x 3 + 3 x 2 2 x + 1 , dan f ( x ) = 9 x 2 + 6 x 2 .

Maxima en minima

Zie de figuur hieronder.
f ( x ) is maximaal voor x = ‐2 , het maximum is 3 .
f ( x ) is minimaal voor x = 1 , het minimum is ‐2 .

Bij een gladde functie geldt:
als f ( x ) maximaal of minimaal is voor x = a , dan f ( a ) = 0 .