Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 013 работающих калькуляторов

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ · ОНЛАЙН

Уравнение касательной к графику многочлена

Калькулятор находит два числа, из которых складывается уравнение касательной к графику многочлена: ординату точки касания P(x₀) и угловой коэффициент P′(x₀). Подставьте их в формулу y = P(x₀) + P′(x₀)·(x − x₀) и при необходимости приведите уравнение к виду y = kx + b.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Через пробел, от свободного члена к старшему. «1 -3 0 2» означает 1 − 3x + 2x³; пропущенные степени записывайте нулями.
Любое вещественное число от −10 000 до 10 000.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Производная полинома

P(x)2·x^3 - 3·x + 1
P'(x)6·x^2 - 3
P(x₀)11
P'(x₀)21

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Коэффициенты вводятся от постоянного члена к старшей степени; производная вычислена аналитически. Не является полноценным символьным CAS.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Уравнение касательной к графику многочлена в точке: формула, пример и расчёт

Касательная к графику функции в заданной точке — прямая, которая вблизи точки касания почти сливается с графиком. Уравнение касательной нужно в задачах по математическому анализу, при линеаризации зависимостей и при оценке скорости изменения величины. Для многочлена все необходимые числа находятся точно.

Калькулятор принимает коэффициенты многочлена и абсциссу x₀, а затем вычисляет значение P(x₀) и производную P′(x₀). По этим двум числам вы записываете уравнение касательной y = P(x₀) + P′(x₀)·(x − x₀) и при желании приводите его к виду y = kx + b.

Что означает производная в точке

Производная P′(x₀) равна угловому коэффициенту касательной: она показывает, на сколько единиц изменится y при увеличении x на единицу, если двигаться вдоль этой прямой. Положительное значение означает рост графика в точке, отрицательное — убывание, нулевое — горизонтальную касательную.

Для многочлена P(x) = a₀ + a₁x + … + aₙxⁿ производная находится почленно: слагаемое aₖxᵏ превращается в k·aₖxᵏ⁻¹. Калькулятор применяет это правило и подставляет x₀ в сам многочлен и в его производную.

Как записать уравнение касательной

Прямая с угловым коэффициентом k, проходящая через точку (x₀; y₀), записывается как y = y₀ + k·(x − x₀). Здесь y₀ = P(x₀), а k = P′(x₀). Раскрыв скобки, получаем y = kx + b, где b = P(x₀) − k·x₀.

Пример: для P(x) = 1 − 3x + 2x³ в точке x₀ = 2 получаем P(2) = 11 и P′(2) = 21. Тогда y = 11 + 21·(x − 2) = 21x − 31. Подстановка x = 2 даёт 11: касательная действительно проходит через точку графика.

Горизонтальная касательная и экстремум

Если P′(x₀) = 0, касательная горизонтальна и задаётся уравнением y = P(x₀). Так бывает в вершине параболы: для P(x) = x² − 4x + 5 в точке x₀ = 2 значение равно 1, производная равна 0, касательная — прямая y = 1.

Нулевая производная ещё не означает экстремум: у кубической параболы y = x³ в нуле касательная тоже горизонтальна, но график не меняет направления. Чтобы отличить эти случаи, смотрите на знак производной слева и справа от точки.

Нормаль и угол наклона касательной

Перпендикуляр к касательной в точке касания называют нормалью. Если k ≠ 0, её угловой коэффициент равен −1/k. Для k = 21 нормаль имеет коэффициент около −0,0476 и проходит через ту же точку (2; 11).

Угол наклона касательной к оси Ox равен арктангенсу углового коэффициента: при k = 1 он составляет 45°, при k = 21 — около 87,3°. Чем круче график в точке, тем ближе этот угол к 90°.

Как вводить коэффициенты

Коэффициенты записываются от свободного члена a₀ к старшему aₙ через пробел. Запись «1 -3 0 2» означает 1 − 3x + 0·x² + 2x³. Пропущенные степени нужно заменять нулями, иначе получится другой многочлен.

Допустимы многочлены до восьмой степени с вещественными коэффициентами; десятичная часть отделяется точкой. Абсцисса x₀ может быть любым вещественным числом в пределах ±10 000.

Где применяют касательную

Касательная заменяет сложную кривую простой прямой возле выбранной точки. Это основа линеаризации: приближённо P(x₀ + h) ≈ P(x₀) + P′(x₀)·h. Для P(x) = x² при x₀ = 3 и h = 0,1 прямая даёт 9,6, точное значение равно 9,61.

Чем меньше шаг h, тем точнее приближение: ошибка убывает примерно как квадрат шага. Для точек, далёких от x₀, касательная даёт лишь грубую оценку. Калькулятор не строит график и не заменяет оформленного решения учебной задачи.

Типичные ошибки при расчёте

Чаще всего ошибаются в порядке коэффициентов: запись «2 0 3» означает 2 + 3x², а не 2x² + 3. Другая ошибка — вычислить производную не в точке касания: угловой коэффициент нужно находить именно при x = x₀.

Проверяйте итоговое уравнение подстановкой: при x = x₀ оно обязано давать P(x₀). Для найденной прямой y = 21x − 31 при x = 2 получаем 42 − 31 = 11, как и должно быть.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

y = P(x₀) + P′(x₀)·(x − x₀)

Проверенные примеры

P(x) = 1 − 3x + 2x³, x₀ = 2

Составьте уравнение касательной.

P(2) = 1 − 6 + 16 = 11, P′(x) = −3 + 6x², P′(2) = 21. Уравнение: y = 11 + 21·(x − 2) = 21x − 31.

P(x) = x², x₀ = 3

Составьте уравнение касательной.

P(3) = 9, P′(3) = 6. Уравнение: y = 9 + 6·(x − 3) = 6x − 9.

P(x) = x² − 4x + 5, x₀ = 2

Найдите касательную в вершине параболы.

P(2) = 1, P′(2) = 0: касательная горизонтальна, y = 1.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Запишите коэффициенты многочлена от свободного члена a₀ до старшего aₙ, пропущенные степени заменяя нулями.
  2. Введите абсциссу x₀ точки касания.
  3. Нажмите «Вычислить» и прочитайте P(x₀) и P′(x₀).
  4. Составьте уравнение y = P(x₀) + P′(x₀)·(x − x₀); раскрыв скобки, получите y = kx + b.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как составить уравнение касательной к графику функции?

Найдите значение функции y₀ = P(x₀) и производную k = P′(x₀) в точке касания, затем запишите y = y₀ + k·(x − x₀).

Что означает нулевая производная в точке?

Касательная горизонтальна и задаётся уравнением y = P(x₀). Это может быть экстремум, но может быть и точка перегиба, как у y = x³ в нуле.

Как найти уравнение нормали?

Нормаль перпендикулярна касательной и проходит через ту же точку. Её угловой коэффициент равен −1/k при k ≠ 0, уравнение: y = P(x₀) − (x − x₀)/k.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_010236/

Предварительный просмотр