Problem tangente i brzine
Pojam izvoda funkcije
Neprekidnost funkcije
Za neprekidne funkcije važi: $$\lim_{x \rightarrow x_{0}} f(x)=f(x_0)$$
u tački neprekidnosti $x_0$. Na drugi način zapisano, $$\lim_{\Delta x \rightarrow 0}\Delta f(x_0)=\lim_{\Delta x \rightarrow 0}[f(x_{0}+\Delta x)-f(x_{0})]=0$$Navedeni uslov je očigledno neophodan da bi mogla da postoji (konačna) granična vrednost $\frac{\Delta f(x_0)}{\Delta x}$ koja definiše izvod funkcije $f$ u tački $x_{0}$. Na taj način, važi:
Teorema 1. Ako je funkcija $f$ diferencijabilna (ima izvod) u tački $x_{0}$, tada je ona neprekidna u toj tački.
Razmotrimo naredni primer:
Posmatrajmo jednu funkciju i drugu koja ima prekid u $x_{0}$.
Zatim pogledajmo nagib pravca tangente u tački $x_0$ i neprekidne funkcije. Primećujemo da prekidna funkcija ima dve različite vrednosti nagiba u istoj tački, što zapravo znači da ne postoji izvod u toj tački.
Dakle, neprekidnost je neophodan uslov diferencijabilnosti. Da taj uslov nije i dovoljan, pokazuje sledći primer:
$$\frac{\Delta f(x_0)}{\Delta x }= \frac{|\Delta x|}{\Delta x}=\{\begin{array}{cc} 1 & za \Delta x > 0 \\ -1 & za \Delta x< 0 \end{array}$$
pa ne postoji njegova granična vrednost kad $\Delta x \rightarrow 0$, jer je
$$ \lim_{\Delta x \rightarrow +0 }=\frac{\Delta f(x_0)}{\Delta x}=1, \lim_{\Delta x \rightarrow -0 }=\frac{\Delta f(x_0)}{\Delta x}=-1.$$
Dakle, ova funkcija nema izvod u tački $x_0=0$. Geometrijski to znači da njen grafik nema tangnetu u tački $(0,0)$ - može se reći da on ima levu i desnu .