• x2 = x0+ ∆ x ,y = f x = f x ,•1 ( 1) ( 0 )• y1 = f ( x2 ) = f ( x0+ ∆ x).∆yy2 − y1( ) ( )( )2 1 1 1( ) ( )f x + ∆x − f x f x + ∆x − f xa = = = =∆x x − x x + ∆x − x ∆x0 0 0 0Čitatel se shoduje s naším výrazem pro růst <strong>funkce</strong> (a je tedy závislý na volbě ∆ x ), vzorecnavíc obsahuje jmenovatel ∆ x . Proč?Při volbě většího xf x + ∆x − f x = ∆ y , ale získané větší číslo dělíme∆ získáme větší ( ) ( )0 0větším ∆ x , což výsledek zase zmenší ⇒ použijeme tento vzorec jako vylepšenou verzif ( x0 + ∆x) − f ( x0) ∆yvztahu pro změnu: z = =∆x∆ x.Vyřešili jsme problémy se závislostí na volbě ∆ x úplně?Př. 7: Nakresli několik obrázků naší <strong>funkce</strong> s různou zvolenou velikostí ∆ x . Závisíf ( x0 + ∆x) − f ( x0) ∆yhodnota z = = na volbě x∆x∆x∆ ? Proč?yf( x0 )f(x)yf(x)f( ) x 0f( )zf( )zx 0x 0x 0xx 0x 0 x 0xyf(x)yf(x)f( ) x 0f( )x 0x 0zf( x 0 )f( )x 0zx 0xx 0 x0 xV posledním obrázku jsou nakresleny směry všech čtyř přepon červeného trojúhelníka ⇒f ( x0 + ∆x) − f ( x0) ∆yhodnota změny z = = závisí na volbě ∆ x . Sklon grafu <strong>funkce</strong> se mění∆x∆xa protože se změnou ∆ x se mění druhý bod, který využíváme ke konstrukci červenéhotrojúhelníku, mění se i hodnota změny z.U lineární <strong>funkce</strong> tento problém nenastává, protože její graf má ve všech bodech stejnýmsměr.4
Př. 8: Pro jakou volbu ∆ x získáme v předchozím příkladu přesnější výsledek?yf(x)f( x 0 )f( )x 0zx 0 x0 xČím menší volíme ∆ x tím více směr přepony červeného trojúhelníka shoduje se směremgrafu <strong>funkce</strong> v bodě x0.Už chvíli víme, že nám k určení změny <strong>funkce</strong> v libovolném místě stačí prozkoumat libovolněmalé okolí tohoto bodu. Navíc čím menší ∆ x používáme, tím přesnější údaj o míře růstuf ( x0 + ∆x) − f ( x0) ∆yzískáváme ⇒ z = = pro co nejmenší ∆ x ⇒ nejpřesnější hodnotu∆x∆xf ( x0 + ∆x) − f ( x0)získáme, když spočteme limitu: lim.∆x→0∆xProblém?!Můžeme si dovolit výrazdopadnout?• Děláme• Děláme∆x→0lim∆x→0( + ∆ ) − ( )f x x f x0 0∆xvůbec spočítat. Jak může náš pokuslim ∆ x ⇒ ve jmenovateli zlomku se objeví nula a to není možné.lim ∆ x , oba body grafu se přibližují k sobě ⇒ čitatel∆x→0( ) ( )f x + ∆x − f x = ∆yse blíží k nule ⇒ vyjde vždy nula a to určitě není správně.• Děláme0 0lim ∆ x , jak čitatel tak jmenovatel se blíží k nule ⇒ stále může vyjít rozumné∆x→0číslo (už jsme u limit takové situace zažili, limita nepopisuje to, co se děje přesněv bodu x0, ale to k čemu situace směřuje, když se k bodu x −nekonečně přibližujeme).Zkusíme se na problém podívat z jiného úhlu.Se změnou <strong>funkce</strong> souvisí směrnice tečny grafu (čím rychleji <strong>funkce</strong> roste, tím strmější jetečna) ⇒ prozkoumáme tečnu grafu v bodě x0.Rovnice přímky procházející bodem X0 [ x0 , y0 ]: y y0 k ( x x0)směrnici k v bodě [ , ]0 0 0náš odhad postupně zpřesnit.− = − ⇒ potřebujeme určitX x y . Nevíme, jak ji najít přesně ⇒ zkusíme ji určit přibližně a pakPřímku, která je přibližně tečnou v bodě X0⎡⎣x0,f ( x0) ⎤⎦ bodem X0⎡⎣ x0,f ( x0) ⎤⎦ a bodem X ⎡⎣x ( )0+ ∆ x,f x0+ ∆xurčit její rovnici, protože umíme určit její směrnici)., nahradíme přímkou, která prochází⎤⎦ (není přesnou tečnou, ale dokážeme5