Criterio di derivabilità
Stavo ripassando alcuni teoremi relativi alle derivate e non mi è chiarissimo il criterio di derivabilità (quello che non usa il limite del rapporto incrementale per stabilire la dericabilità della funzione in un punto ).
In particolare, il criterio dice che:
1) se è continua in ;
2) derivabile in a eccezione al più di un punto
3) risulta ,
allora la funzione è derivabile in e risulta .
Applicando il teorema alla seguente funzione:
In effetti risulta , quindi la funzione non è derivabile in . In particolare viene a mancare la terza ipotesi del teorema.
Se però considero:
, se voglio studiare la derivabilità in applicando la definizione di derivata ottengo:
.
Quindi la funzione in è derivabile (ha derivata nulla).
Calcolo per provare a capire la derivabilità della funzione in col criterio di sopra:
. non esiste. Come nel primo caso, il limite della derivata in non esiste, tuttavia nel caso di sopra la funzione non era derivabile in quel punto mentre qui lo è.
Cosa non mi è chiaro di questo criterio di derivabilità?
In particolare, il criterio dice che:
1) se
2) derivabile in
3) risulta
allora la funzione è derivabile in
Applicando il teorema alla seguente funzione:
In effetti risulta
Se però considero:
Quindi la funzione in
Calcolo
Cosa non mi è chiaro di questo criterio di derivabilità?
Risposte
Forse tra le ipotesi del teorema c'è anche quella che esistono e , altrimenti il teorema non si applica. Nel primo esempio che ho fatto e esistevano ed erano diversi tra loro, nel secondo non esistono proprio.
Ovviamente se vi va fatemi sapere se questo ragionamento è corretto, vorrei risolvere questo dubbio.
Ovviamente se vi va fatemi sapere se questo ragionamento è corretto, vorrei risolvere questo dubbio.
"HowardRoark":Questa deduzione che hai fatto è logicamente sbagliata (la deduzione, non il fatto che f non è derivabile), nel senso che se sai che "se X allora Y" non puoi dedurre che "se non X allora non Y". In altre parole se il criterio di derivabilità non è verificato, non puoi dedurre che la funzione non è derivabile. Se il criterio non è verificato non puoi dedurre niente.
risulta, quindi la funzione non è derivabile in
Nota bene: non sto dicendo che quella funzione è derivabile in
Quindi il criterio di derivabilità è una condizione sufficiente (e non necessaria) per stabilire la derivabilità di una funzione in un punto. Se è così allora è meno utile di quanto pensassi.
Comunque quell'esempio l'ho tratto dal corso di matematica che ho seguito l'anno scorso, e la prof che lo teneva ha dedotto la non derivabilità di quella funzione proprio da quel risultato. Forse se non si considerano le funzioni trigonometriche (noi non le abbiamo trattate, siccome studio economia e a quanto pare servono relativamente a poco per la nostra disciplina) quel risultato è anche una condizione necessaria per la derivabilità di una funzione in un punto.
Comunque quell'esempio l'ho tratto dal corso di matematica che ho seguito l'anno scorso, e la prof che lo teneva ha dedotto la non derivabilità di quella funzione proprio da quel risultato. Forse se non si considerano le funzioni trigonometriche (noi non le abbiamo trattate, siccome studio economia e a quanto pare servono relativamente a poco per la nostra disciplina) quel risultato è anche una condizione necessaria per la derivabilità di una funzione in un punto.
"HowardRoark":La prof ha ragione perché, se i limiti della derivata di
la prof che lo teneva ha dedotto la non derivabilità di quella funzione proprio da quel risultato.
"Martino":Questa deduzione che hai fatto è logicamente sbagliata (la deduzione, non il fatto che f non è derivabile), nel senso che se sai che "se X allora Y" non puoi dedurre che "se non X allora non Y". In altre parole se il criterio di derivabilità non è verificato, non puoi dedurre che la funzione non è derivabile. Se il criterio non è verificato non puoi dedurre niente.
[quote="HowardRoark"]risulta, quindi la funzione non è derivabile in
[/quote]
Mi sto perdendo qualcosa. Ma allora perché la mia deduzione è sbagliata? I limiti sinistro e destro della derivata, per
Non riesco inoltre a capire la differenza tra criterio di derivabilità e criterio di non derivabilità. Per me sono la stessa cosa, cioè il mio obiettivo è sempre quello di capire la derivabilità di una funzione in un punto, non mi sto riferendo a due cose diverse.
Il tuo è un criterio di derivabilità, ti dà (come hai detto) condizioni solo sufficienti per la derivabilità. Se le condizioni non sono verificate, il tuo criterio non è applicabile. Penso che questo ti sia chiaro. Un esempio di questo fenomeno è appunto dato dal controesempio che hai indicato (quello con ).
Un criterio di non derivabilità ti dà condizioni sufficienti per la non derivabilità. Come sopra, se le condizioni non sono soddisfatte non puoi applicare il criterio.
Esempio semplice. "Una funzione non continua è non derivabile". Questo è un criterio di non derivabilità. Ma non si può utilizzare come criterio di derivabilità (se togli i due "non" la frase diventa falsa).
Un criterio di non derivabilità ti dà condizioni sufficienti per la non derivabilità. Come sopra, se le condizioni non sono soddisfatte non puoi applicare il criterio.
Esempio semplice. "Una funzione non continua è non derivabile". Questo è un criterio di non derivabilità. Ma non si può utilizzare come criterio di derivabilità (se togli i due "non" la frase diventa falsa).
Ok, adesso mi è più chiaro. Però le ipotesi del teorema della prof mi sembrano le stesse di quelle del criterio di derivabilità che ho riportato qui, è possibile?
Le stesse? A me sembrano una il contrario dell'altra.
Ora che ho gli appunti sotto mano ho capito perché ho fatto confusione: la prof ha enunciato lo stesso criterio di derivabilità che ho riportato qui (quindi non un criterio di non derivabilità) e da quello ha dedotto la non derivabilità della funzione in . Te lo riporto così come ce l'ho scritto negli appunti:
Sia continua in e derivabile in tranne al più in un punto , con .
Esistono inoltre i seguenti limiti:
è derivabile in
ha un punto angoloso in .
ha un punto di flesso a tg verticale in
ha un punto di cuspide in e
Nel secondo esempio che ho riportato il limite di per non esisteva, ma se si ipotizza l'esistenza dei limiti destro e sinistro delle derivate per si hanno delle condizioni necessarie e sufficienti?
Sia
Esistono inoltre i seguenti limiti:
Nel secondo esempio che ho riportato il limite di
Sì l'ultimo criterio che hai scritto determina la derivabilità e anche la non derivabilità. In altre parole se si ipotizza l'esistenza dei due limiti laterali di hai condizioni necessarie e sufficienti.
Non mi piace.
Trovo che tutta questa sarabanda sia solo un modo per confondere le idee, che invece devono essere ben chiare.
E' vero questo teorema, ed è il risultato fondamentale (è una condizione sufficiente di derivabilità, conseguenza facilina del teorema di Lagrange):
Sia . Se
1) è continua in ;
2) derivabile in ;
3) esiste ed è un numero reale ;
allora la funzione è derivabile in DA DESTRA e risulta .
Da qui si ricava la validità, nel caso di limite finito, di quell'enunciato assurdo che hai riportato qui
e che è un corollario di questo risultato, che dipende solo dal fatto che un limite esiste ed è reale se e solo se esistono i limiti da dx e da sx e sono lo stesso numero reale.
Le considerazioni si estendono dal caso di limite finito a quello di limite infinito per i quali si sfrutta un teorema analogo a quello riportato qui all'inizio.
Trovo che tutta questa sarabanda sia solo un modo per confondere le idee, che invece devono essere ben chiare.
E' vero questo teorema, ed è il risultato fondamentale (è una condizione sufficiente di derivabilità, conseguenza facilina del teorema di Lagrange):
Sia
1)
2)
3) esiste
allora la funzione
Da qui si ricava la validità, nel caso di limite finito, di quell'enunciato assurdo che hai riportato qui
"HowardRoark":
Te lo riporto così come ce l'ho scritto negli appunti:
Siacontinua
...
e che è un corollario di questo risultato, che dipende solo dal fatto che un limite esiste ed è reale se e solo se esistono i limiti da dx e da sx e sono lo stesso numero reale.
Le considerazioni si estendono dal caso di limite finito a quello di limite infinito per i quali si sfrutta un teorema analogo a quello riportato qui all'inizio.