भागफल नियम: Difference between revisions
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कलन में, भागफल नियम एक फलन | कलन में, भागफल नियम एक ऐसे फलन का अवकलज ज्ञात करने की एक विधि है जो दो अलग-अलग फलनों का अनुपात है।<ref>{{cite book | last=Stewart | first=James | author-link=James Stewart (mathematician) | title=Calculus: Early Transcendentals | publisher=[[Brooks/Cole]] | edition=6th | year=2008 | isbn=978-0-495-01166-8 | url-access=registration | url=https://archive.org/details/calculusearlytra00stew_1 }}</ref><ref>{{cite book | last1=Larson | first1=Ron | author-link=Ron Larson (mathematician)| last2=Edwards | first2=Bruce H. | title=गणना| publisher=[[Brooks/Cole]] | edition=9th | year=2009 | isbn=978-0-547-16702-2}}</ref><ref>{{cite book | last1 = Thomas | first1 = George B. | last2=Weir | first2= Maurice D. | last3=Hass | first3=Joel | author3-link = Joel Hass | author-link=George B. Thomas | title=Thomas' Calculus: Early Transcendentals | publisher=[[Addison-Wesley]] | year=2010 | edition=12th | isbn=978-0-321-58876-0}}</ref> अनुमान <math>h(x)=f(x)/g(x),</math> जहां {{mvar|f}} और {{mvar|g}} दोनों अवकलनीय और <math>g(x)\neq 0</math> है। भागफल नियम बताता है कि {{math|''h''(''x'')}} का व्युत्पन्न है | ||
:<math>h'(x) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2} | :<math>h'(x) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2}</math> | ||
अन्य | अन्य व्युत्पन्न नियमों का प्रयोग करके इसे कई प्रकार से सिद्ध किया जा सकता है। | ||
== उदाहरण == | == उदाहरण == | ||
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=== उदाहरण 1: मूल उदाहरण === | === उदाहरण 1: मूल उदाहरण === | ||
दिया | दिया हुआ <math>h(x)=\frac{e^x}{x^2}</math>, अनुमान <math>f(x)=e^x, g(x)=x^2</math>, फिर भागफल नियम का प्रयोग करके:<math display="block">\begin{align} | ||
\frac{d}{dx} \left(\frac{e^x}{x^2}\right) &= \frac{\left(\frac{d}{dx}e^x\right)(x^2) - (e^x)\left(\frac{d}{dx} x^2\right)}{(x^2)^2} \\ | \frac{d}{dx} \left(\frac{e^x}{x^2}\right) &= \frac{\left(\frac{d}{dx}e^x\right)(x^2) - (e^x)\left(\frac{d}{dx} x^2\right)}{(x^2)^2} \\ | ||
&= \frac{(e^x)(x^2) - (e^x)(2x)}{x^4} \\ | &= \frac{(e^x)(x^2) - (e^x)(2x)}{x^4} \\ | ||
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&= \frac{e^x(x - 2)}{x^3}. | &= \frac{e^x(x - 2)}{x^3}. | ||
\end{align}</math> | \end{align}</math> | ||
=== उदाहरण 2: स्पर्शरेखा फलन का व्युत्पन्न === | |||
भागफल नियम का प्रयोग <math>\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}</math> का अवकलज इस प्रकार ज्ञात करने के लिए किया जा सकता है: | |||
<math display="block">\begin{align} | <math display="block">\begin{align} | ||
\frac{d}{dx} \tan x &= \frac{d}{dx} \left(\frac{\sin x}{\cos x}\right) \\ | \frac{d}{dx} \tan x &= \frac{d}{dx} \left(\frac{\sin x}{\cos x}\right) \\ | ||
Line 28: | Line 26: | ||
&= \frac{1}{\cos^2 x} = \sec^2 x. | &= \frac{1}{\cos^2 x} = \sec^2 x. | ||
\end{align}</math> | \end{align}</math> | ||
== पारस्परिक नियम == | == पारस्परिक नियम == | ||
{{Main| | {{Main|पारस्परिक नियम}} | ||
पारस्परिक नियम | |||
पारस्परिक नियम भागफल नियम का एक विशेष प्रकरण है जिसमें अंश <math>f(x)=1</math> है। भागफल नियम प्रयुक्त करने से देता है।<math display="block">h'(x)=\frac{d}{dx}\left[\frac{1}{g(x)}\right]=\frac{0 \cdot g(x) - 1 \cdot g'(x)}{g(x)^2}=\frac{-g'(x)}{g(x)^2}.</math> | |||
== प्रमाण == | == प्रमाण == | ||
=== व्युत्पन्न परिभाषा और सीमा | === व्युत्पन्न परिभाषा और सीमा गुणों से प्रमाण === | ||
अनुमान <math>h(x) = \frac{f(x)}{g(x)}</math> व्युत्पन्न की परिभाषा और सीमाओं के गुणों को प्रयुक्त करने से निम्नलिखित प्रमाण मिलता है, शब्द <math>f(x) g(x)</math> के साथ मूल्य को प्रभावित किए बिना बाद के चरणों में विभाजन और कारक की अनुमति देने के लिए जोड़ा और घटाया गया:<math display="block">\begin{align} | |||
h'(x) &= \lim_{k\to 0} \frac{h(x+k) - h(x)}{k} \\ | h'(x) &= \lim_{k\to 0} \frac{h(x+k) - h(x)}{k} \\ | ||
&= \lim_{k\to 0} \frac{\frac{f(x+k)}{g(x+k)} - \frac{f(x)}{g(x)}}{k} \\ | &= \lim_{k\to 0} \frac{\frac{f(x+k)}{g(x+k)} - \frac{f(x)}{g(x)}}{k} \\ | ||
Line 47: | Line 42: | ||
&= \left[\lim_{k\to 0} \frac{f(x+k) - f(x)}{k} \cdot g(x) - f(x) \cdot \lim_{k\to 0}\frac{g(x+k) - g(x)}{k} \right] \cdot \frac{1}{g(x)^2} \\ | &= \left[\lim_{k\to 0} \frac{f(x+k) - f(x)}{k} \cdot g(x) - f(x) \cdot \lim_{k\to 0}\frac{g(x+k) - g(x)}{k} \right] \cdot \frac{1}{g(x)^2} \\ | ||
&= \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2}. | &= \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2}. | ||
\end{align}</math>सीमा मूल्यांकन <math>\lim_{k \to 0}\frac{1}{g(x+k)g(x)}=\frac{1}{g(x)^2}</math> | \end{align}</math>सीमा मूल्यांकन <math>\lim_{k \to 0}\frac{1}{g(x+k)g(x)}=\frac{1}{g(x)^2}</math> <math>g(x)</math> की अवकलनीयता द्वारा द्वारा उचित है, निरंतरता का अर्थ है, जिसे <math>\lim_{k \to 0}g(x+k) = g(x)</math> के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। | ||
===अंतर्निहित | ===अंतर्निहित अवकलन का प्रयोग करके सबूत === | ||
अनुमान <math>h(x) = \frac{f(x)}{g(x)},</math> इसलिए <math>f(x) = g(x)h(x)</math> उत्पाद नियम तब <math>f'(x)=g'(x)h(x) + g(x)h'(x)</math> देता है। <math>h'(x)</math> के लिए हल करना और <math>h(x)</math> के लिए वापस प्रतिस्थापित करने देता है: | |||
<math display="block">\begin{align} | |||
==== <math display="block">\begin{align} | |||
h'(x) &= \frac{f'(x) -g'(x)h(x)}{g(x)} \\ | h'(x) &= \frac{f'(x) -g'(x)h(x)}{g(x)} \\ | ||
&= \frac{f'(x) - g'(x)\cdot\frac{f(x)}{g(x)}}{g(x)} \\ | &= \frac{f'(x) - g'(x)\cdot\frac{f(x)}{g(x)}}{g(x)} \\ | ||
&= \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2}. | &= \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{g(x)^2}. | ||
\end{align}</math> | \end{align}</math> व्युत्क्रम नियम या श्रृंखला नियम का प्रयोग करके प्रमाण ==== | ||
अनुमान <math>h(x) = \frac{f(x)}{g(x)} = f(x) \cdot \frac{1}{g(x)}</math> अतः उत्पाद नियम देता है<math display="block">h'(x) = f'(x)\cdot\frac{1}{g(x)} + f(x) \cdot \frac{d}{dx}\left[\frac{1}{g(x)}\right].</math>दूसरे अवधि में व्युत्पन्न का मूल्यांकन करने के लिए, [[पारस्परिक नियम]] या [[श्रृंखला नियम]] के साथ [[शक्ति नियम|घात नियम]] प्रयुक्त करें: | |||
<math>\frac{d}{dx}\left[\frac{1}{g(x)}\right] = -\frac{1}{g(x)^2} \cdot g'(x) = \frac{-g'(x)}{g(x)^2}</math> | |||
परिणाम को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है<math display="block">\begin{align} | परिणाम को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है<math display="block">\begin{align} | ||
h'(x) &= f'(x)\cdot\frac{1}{g(x)} + f(x)\cdot\left[\frac{-g'(x)}{g(x)^2}\right] \\ | h'(x) &= f'(x)\cdot\frac{1}{g(x)} + f(x)\cdot\left[\frac{-g'(x)}{g(x)^2}\right] \\ | ||
Line 66: | Line 62: | ||
\end{align}</math> | \end{align}</math> | ||
=== लघुगणक अवकलन द्वारा प्रमाण === | |||
=== | अनुमान <math>h(x)=\frac{f(x)}{g(x)}</math> समीकरण के दोनों पक्षों का निरपेक्ष मान और [[प्राकृतिक]] लघुगणक लेने पर प्राप्त होता है<math display="block">\ln|h(x)|=\ln\left|\frac{f(x)}{g(x)}\right|</math>निरपेक्ष मान और लघुगणक के गुणों को प्रयुक्त करना,<math display="block">\ln|h(x)|=\ln|f(x)|-\ln|g(x)|</math>दोनों पक्षों का [[लघुगणक व्युत्पन्न]] लेने पर, <math display="block">\frac{h'(x)}{h(x)}=\frac{f'(x)}{f(x)}-\frac{g'(x)}{g(x)}</math><math>h'(x)</math> के लिए हल करना और <math>h(x)</math> के लिए <math>f(x)/g(x)</math> को वापस प्रतिस्थापित करना देता है:<math display="block">\begin{align} | ||
h'(x)&=h(x)\left[\frac{f'(x)}{f(x)}-\frac{g'(x)}{g(x)}\right]\\ | h'(x)&=h(x)\left[\frac{f'(x)}{f(x)}-\frac{g'(x)}{g(x)}\right]\\ | ||
&=\frac{f(x)}{g(x)}\left[\frac{f'(x)}{f(x)}-\frac{g'(x)}{g(x)}\right]\\ | &=\frac{f(x)}{g(x)}\left[\frac{f'(x)}{f(x)}-\frac{g'(x)}{g(x)}\right]\\ | ||
&=\frac{f'(x)}{g(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g(x)^2}\\ | &=\frac{f'(x)}{g(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g(x)^2}\\ | ||
&=\frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{g(x)^2} | &=\frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{g(x)^2} | ||
\end{align}</math>नोट: | \end{align}</math>नोट: फलनो के पूर्ण मूल्य को लेना आवश्यक है ताकि फलनो के [[लॉगरिदमिक भेदभाव|लघुगणकीय अवकलन]] को नकारात्मक मान हो सकें, क्योंकि लॉगरिदम केवल सकारात्मक तर्कों के लिए परिभाषित किए जाते हैं। यह काम करता है क्योंकि <math>\tfrac{d}{dx}(\ln|u|)=\tfrac{u'}{u}</math>, जो लघुगणकीय अवकलन के लिए फलनो का पूर्ण मूल्य लेने का उचित ठहराता है। | ||
== उच्च क्रम व्युत्पन्न == | |||
एक भागफल (आंशिक रूप से इसके पहले {{math|''n'' − 1}} व्युत्पन्न के संदर्भ में) के n वें व्युत्पन्न की गणना करने के लिए अंतर्निहित अवकलन का प्रयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, भेद करना <math>f=gh</math> को दो बार अवकलित करना (जिसके परिणामस्वरूप <math>f'' = g''h + 2g'h' + gh''</math>) और फिर <math>h''</math> के लिए हल करने पर प्राप्त होता है<math display="block">h'' = \left(\frac{f}{g}\right)'' = \frac{f''-g''h-2g'h'}{g}</math> | |||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
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==संदर्भ== | ==संदर्भ== |
Revision as of 19:47, 18 April 2023
के बारे में लेखों की एक श्रृंखला का हिस्सा |
पथरी |
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कलन में, भागफल नियम एक ऐसे फलन का अवकलज ज्ञात करने की एक विधि है जो दो अलग-अलग फलनों का अनुपात है।[1][2][3] अनुमान जहां f और g दोनों अवकलनीय और है। भागफल नियम बताता है कि h(x) का व्युत्पन्न है
अन्य व्युत्पन्न नियमों का प्रयोग करके इसे कई प्रकार से सिद्ध किया जा सकता है।
उदाहरण
उदाहरण 1: मूल उदाहरण
दिया हुआ , अनुमान , फिर भागफल नियम का प्रयोग करके:
उदाहरण 2: स्पर्शरेखा फलन का व्युत्पन्न
भागफल नियम का प्रयोग का अवकलज इस प्रकार ज्ञात करने के लिए किया जा सकता है:
पारस्परिक नियम
पारस्परिक नियम भागफल नियम का एक विशेष प्रकरण है जिसमें अंश है। भागफल नियम प्रयुक्त करने से देता है।
प्रमाण
व्युत्पन्न परिभाषा और सीमा गुणों से प्रमाण
अनुमान व्युत्पन्न की परिभाषा और सीमाओं के गुणों को प्रयुक्त करने से निम्नलिखित प्रमाण मिलता है, शब्द के साथ मूल्य को प्रभावित किए बिना बाद के चरणों में विभाजन और कारक की अनुमति देने के लिए जोड़ा और घटाया गया:
अंतर्निहित अवकलन का प्रयोग करके सबूत
अनुमान इसलिए उत्पाद नियम तब देता है। के लिए हल करना और के लिए वापस प्रतिस्थापित करने देता है:
व्युत्क्रम नियम या श्रृंखला नियम का प्रयोग करके प्रमाण
अनुमान अतः उत्पाद नियम देता है
परिणाम को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है
लघुगणक अवकलन द्वारा प्रमाण
अनुमान समीकरण के दोनों पक्षों का निरपेक्ष मान और प्राकृतिक लघुगणक लेने पर प्राप्त होता है
उच्च क्रम व्युत्पन्न
एक भागफल (आंशिक रूप से इसके पहले n − 1 व्युत्पन्न के संदर्भ में) के n वें व्युत्पन्न की गणना करने के लिए अंतर्निहित अवकलन का प्रयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, भेद करना को दो बार अवकलित करना (जिसके परिणामस्वरूप ) और फिर के लिए हल करने पर प्राप्त होता है
यह भी देखें
- श्रृंखला नियम – Formula for derivatives of composed functions
- अभिन्न का अवकलन
- अवकलन नियम
- सामान्य लीबनिज नियम
- व्युत्क्रम फलन और अवकलन
- अवकलन की रैखिकता
- उत्पाद नियम
- पारस्परिक नियम
- व्युत्पन्न की तालिका
- सदिश कलन पहचान
संदर्भ
- ↑ Stewart, James (2008). Calculus: Early Transcendentals (6th ed.). Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-01166-8.
- ↑ Larson, Ron; Edwards, Bruce H. (2009). गणना (9th ed.). Brooks/Cole. ISBN 978-0-547-16702-2.
- ↑ Thomas, George B.; Weir, Maurice D.; Hass, Joel (2010). Thomas' Calculus: Early Transcendentals (12th ed.). Addison-Wesley. ISBN 978-0-321-58876-0.