Differensiaalrekening

Die differensiaalrekening is in wiskunde een van die hoofvelde van calculus. Die sentrale tema van die differensiaalrekening is die berekening van lokale veranderinge van funksies, soos hulle hellings en raaklyne. Dit is nou verwant aan die integraalrekening, waarmee dit saam onder die begrip infinitesimaalrekening of calculus saamgevat kan word.

Die grondleggende begrip waarop differensiaalrekening gebaseer is, is die afgeleide waarde of bloot afgeleide van 'n funksie (Engels: derivative, Duits: die Ableitung). Daar kan aan die afgeleide as die raaklyn of helling van 'n funksie se grafiek gedink word. In hoër dimensies word die afgeleide veralgemeen tot 'n raakoppervlakte of raakvolume, en in die mees veralgemene geval word die afgeleide deur die lineêre afbeelding beskryf wat die funksie die beste lokaal benader.

Die afgeleide is die verhouding (of eweredigheidssfaktor) tussen 'n nietig-klein verandering van die funksiewaarde as gevolg van 'n nietig-klein verandering van die invoerwaarde. Byvoorbeeld, as  (so y is 'n funksie van x) dan kan die helling by 'n punt op die grafiek benader word deur:

Waar  die nietig-klein verandering in die funksie se waarde is en  die nietig-klein verandering in die invoerwaarde is.

Differensiaalrekening het talle toepassings in wiskunde en veral toegepasde wiskunde (soos die natuurwetenskappe, ingenieurswese, ekonomie, ens). In hierdie velde word dit gebruik om te beskryf hoe waardes relatief tot mekaar verander (byvoorbeeld, hoe saamgestelde rente aanwas namate tyd verbygaan, of hoe 'n gebuigde balk se rigting langs sy lengte af verander). Nog 'n toepassing is die optimering van 'n differensieerbare funksie deur sy maksima en minima (hoogste en laagste punte) te vind. Hierdie punte stem ooreen met die plekke waar die funksiewaarde nie meer verander nie, en die afgeleide nul is.

 Geskiedenis 
duimnael|Gottfried Wilhelm Leibniz
duimnael|Isaac Newton
Die doelstelling van die differensiaalrekening was al sedert die antieke tyd as die raaklyneprobleem bekend. Een voor die hand liggende benadering bestaan daaruit, om die raaklyne aan 'n kurwe deur snylyne (sogenaamde sekante) oor 'n eindige (eindig beteken in hierdie konteks: groter as nul), maar liefs moontlik kleinste interval te benader (d.w.s. te approksimeer). Sodoende is die tegniese moeilikhede oorwinbaar, wanneer mens met sulke infinitesimaal klein intervallengtes bereken. Die begin van die differensiaalrekening as sodanig dateer terug na Pierre de Fermat. Hy ontwikkel in 1628 'n metode, om die ekstreme punte van algebraïese terme te bepaal en raaklyne aan keëlsnitte en ander kurwes te bereken. Sy „Methode“ was suiwer algebraïes. Fermat het geen limiete (grensoorgange) in aanmerking geneem nie, en ook geen afgeleides nie. Nietemin kan sy metode met moderne analitiese middele geïnterpreteer en regverdig word en het dit wiskundiges soos Newton en Leibniz bewese geïnspireer. Jare later kies René Descartes 'n ander algebraïese vertrekspunt, deurdat hy 'n sirkel (in plaas van 'n reguit lyn) aan 'n kurwe lê. Wanneer die sirkel die kurwe raak, sny dit die kurwe in twee byna aanliggende punte. Hierdie benadering maak dit moontlik vir hom om vir sekere spesiale kurwes die hellings van raaklyne te bepaal.

Aan die einde van die 17de eeu het Isaac Newton sowel as Gottfried Wilhelm Leibniz onafhanklik van mekaar konsekwente berekeninge ontwikkel. Newton benader die probleem egter uit 'n ander hoek as Leibniz. Terwyl Newton die probleem fisies ten opsigte van die oombliklike-snelheidsprobleem benader, pak Leibniz die probleem geometries deur middel van die raaklynprobleem aan. Hulle arbeid verwesentlik die abstraksie van 'n suiwer geometriese voorstelling en word daarom as die begin van analise beskou. Hulle word veral bekend weens die boek van die adellike Guillaume François Antoine, Marquis de L’Hospital, wat by Johann Bernoulli privaatonderrig ontvang het en sy navorsing rakende analise so gepubliseer het.

Die hedendaagse bekende differensiasiereëls word veral op die werke van Leonhard Euler gebaseer, wat die funksie-begrip ontwikkel het. Newton en Leibniz het met arbitrêr klein positiewe getalle gewerk. Hierdie werkswyse is reeds deur tydgenote as onlogies gekritiseer, byvoorbeeld deur Biskop Berkeley in sy polemiese geskrif The analyst; or, a discourse addressed to an infidel mathematician. Die differensiaalrekening word nogtans ten spyte van heersende onsekerheide konsekwent verder ontwikkel; in die eerste instansie as gevolg van sy talryke toepassings in fisika en ander wiskundige gebiede.

Eers in die begin van die 19de eeu het Augustin Louis Cauchy aan die differensiaalrekening die hedendaagse gebruiklike logiese nougesetheid verleen, deurdat hy van die infinitesimale groottes wegbeweeg en die afgeleide as grenswaarde (limiet) van snylynhellings (differensiaalkwosiënte) definieer. Die definisie van die grenswaarde wat deesdae gebruik word, word uiteindelik deur Karl Weierstraß aan die einde van die 19de eeu geformuleer.

 Definisie 
 Inleiding 
Uitgangspunt vir die definisie van die afgeleide (ook die differensiaalkwosiënt genoem) is om die gesoekte raaklynhelling deur 'n snylynhelling te benader. Gesoek is die helling van 'n funksie  op 'n punt . Om dit te kry, bereken mens eers die helling van 'n snylyn (sekante) aan  oor 'n beperkte interval:
 Snylynhelling = .
Die snylynhelling is dus die kwosiënt van twee verskille; dit word dus ook die differensiaalkwosiënt genoem. Met die verkorte notasie  vir  kan mens die snylynhelling afgekort as  skryf.
 800x800px
Differensiaalkwosiënte is uit die alledaagse lewe welbekend, byvoorbeeld as die gemiddelde snelheid:
 „Op pad van Augsburg na Flensburg was ek om 9:43 () by Kreuz Biebelried (daaglikse kilometerstand  = 198 km). Om 11:04 () was ek aan Dreieck Hattenbach (daaglikse kilometerstand = 341 km). In 1 uur en 21 minute () het ek dus 143 km () afgelê. My gemiddelde snelheid op hierdie gedeelte beloop dus 143 km / 1,35 h = 106 km/h ().“
Om 'n raaklynhelling te bereken (in die bogenoemde voorbeeld sal dit dus die oombliklike snelheid wees), moet mens die twee punte waardeur die snylyn getrek word, voortdurig nader aan mekaar beweeg. Sodoende neig die verskil  sowel as die verskil  al hoe nader na nul. Die kwosiënt  bly egter in baie gevalle groter as nul. Op hierdie limiet of grensoorgang berus die volgende definisie:

 Differensieerbaarheid 
'n Funksie , wat 'n oop interval U in reële getalle uitbeeld, is differensieerbaar aan die punt , wanneer die grenswaarde
    (met )
bestaan. Hierdie grenswaarde, of limiet, is die differensiaalkwosiënt of afgeleide van  na  aan die punt  en word soos volg genoteer:
    of      of      of   
Hierdie notasies word respektiewelik soos volg uitgespreek: „f streep van x nul“, „d f van x oor d x aan die punt x gelyk aan x nul“, „d f oor d x van x nul“ en „d oor d x van f van x nul“.

Met die verloop van tyd word die volgende ekwivalente definisie gevind, wat in die konteks van komplekse of meerdimensionale funksies meer effektief vertoon:

'n Funksie is op 'n punt  differensieerbaar, indien 'n konstante  bestaan, sodat

Die groei van die funksie , wanneer mens dit net 'n klein bietjie van  af wegbeweeg, ongeveer die hoeveelheid , kan goed deur  approksimeer word. Mens noem dus die lineêre funksie  met   ook die linearisering van  op die punt .

'n Verdere definisie: Daar is op die punt  'n kontinue (d.w.s. ononderbroke) funksie  met  en 'n konstante , sodat vir alle waardes van  die volgende geld:
 .
Die voorwaardes dat  en dat  op die punt  kontinu is, beteken net dat die  „oorskot“  vir  naby  na nul konvergeer.

In albei gevalle is die konstante  duidelik gedefinieer en geld dit dat . Die voordeel van hierdie formulasie is die feit dat dit eenvoudiger is omdat geen kwosiënt meer geëvalueer hoef te word nie.

Wanneer 'n funksie as differensieerbaar gedefinieer word, sonder om na 'n bepaalde punt te verwys, beteken dit die differensieerbaarheid aan elke punt in die gedefinieerde domein en dus die bestaan van 'n raaklyn vir elke punt op die grafiek.

Elke differensieerbare funksie is kontinu. Die omgekeerde geld egter nie. Nog aan die begin van die 19de eeu was mense oortuig dat 'n kontinue funksie hoogstens aan slegs enkele punte nie differensieerbaar kon wees nie (soos die absolute waarde funksie). Bernard Bolzano word dan die eerste wiskundige om 'n werklike funksie te konstrueer wat orals kontinu is, maar nêrens differensieerbaar is nie. Sy werk word egter nie onder die vakkundiges van sy tyd bekend nie. Karl Weierstraß vind dan in die 1860's 'n soortgelyke funksie wat hierdie keer wel deur ander wiskundiges bestudeer word. 'n Bekende meerdimensionale voorbeeld vir 'n kontinue, maar nie-differensieerbare funksie is die Koch-kurwe, wat in 1904 deur Helge von Koch voorgelê is.

 Afgeleide as 'n funksie 
Die afgeleide van 'n funksie  aan die punt  aangedui deur , beskryf lokaal die verhouding van die funksie in die omgewing van die in ag genome punt . Tog sal  nie die enigste punt wees, waarop  differensieerbaar is nie. Mens kan dus probeer om vir elke getal  vanuit die domein van  die afgeleide waarde aan daardie punt (d.w.s. ) toe te ken. Op hierdie wyse bekom mens 'n nuwe funksie , wat se domain die versameling  van alle punte is, waar die funksie  differensieerbaar is. Hierdie funksie  heet die afgeleide funksie, of kortom die afgeleide van  en mens sê dat  „ oor  differensieerbaar is“.

Byvoorbeeld het die kwadraatfunksie  op die lukrake punt  die afgeleide  die kwadraatfunksie is dus op die versameling van reële getalle differensieerbaar. Die gepaardgaande afgeleide funksie  word aangedui deur .

Die afgeleide funksie is normaalweg anders as die oorspronklike, 'n enkele uitsondering is die produk  van die eksponensiële funksie.

Indien die afgeleide funksie kontinu is, dan heet  kontinu-differensieerbaar. Met verwysing tot die notasie  vir die totaliteit (die ruimte) van kontinue funksies met gedefineerde versameling , word die ruimte van kontinu-differensieerbare funksies met  afgekort.

 Berekening van die afgeleide 
Die berekening van die afgeleide van 'n funksie word differensiasie genoem; mens differensieer die funksie.

Om die afgeleide van elementêre funksies (bv. , ,…) te bereken, bly mens streng by die bo-gegewe definisie en bereken mens eksplisiet die differensiaalkwosiënt en laat dan  na nul beweeg. Die tipiese wiskunde gebruiker doen hierdie eksplisiete berekeninge slegs 'n paar maal in sy lewe. Later ken hy die afgeleides van die belangrikste elementêre funksies uit sy kop en kyk minder bekende afgeleides op in 'n tabel, en bereken saamgestelde funksies met die hulp van differensiasiereëls.

 Die berekening van 'n afgeleide 
Gesoek is die afgeleide van . Dan bereken mens die differensiaalkwosiënte soos volg:

en bekom in die limiet  die afgeleide van die funksie


 Nie-differensieerbare funksie 
 is op die punt 0 nie differensieerbaar nie:

Vir alle  geld naamlik  en dus
 .
Vir alle  geld daarenteen  en gevolglik:
 .
Aangesien die twee grenswaardes, die een word van kleiner as nul en die ander van groter as nul benader, nie ooreenstem nie, bestaan die limiet nie. Die funksie  is dus by die in ag genome punt nie differensieerbaar nie. Die differensieerbaarheid van die funksie aan alle ander punte is daarenteen wel 'n gegewe.

Aan die punt 0 bestaan tog die regterhandse afgeleide:

en die linkerhandse afgeleide
 .

 Graph und Ableitung von f(x) =|x|
Beskou mens die grafiek van , so kom mens tot die besef dat die begrip "differensieerbaarheid"  grafies beteken dat die gepaardgaande grafiek knakvry (sonder kinkels) loop.

'n Tipiese voorbeeld vir 'n nêrens differensieerbare kontinue funksie, wat aanvanklik vir wiskundiges moeilik voorstelbaar was, is alle paaie van die Brown se beweging. Dit word byvoorbeeld vir die modellering van grafieke van aandelebeurse gebruik.

 Funksies wat nie kontinu-differensieerbaar is nie 
duimnael|320x320px|Voorbeeld van 'n funksie (rooi) wat wel oral differensieerbaar, maar nié kontinu-differensieerbaar is nie. Die afgeleide funksie daarvan (blou) is naamlik diskontinu by 0.
'n Funksie heet kontinu-differensieerbaar wanneer sy afgeleide kontinu is. Selfs wanneer 'n funksie orals differensieerbaar is, beteken dit nie dat die afgeleide kontinu is nie. Byvoorbeeld is die volgende funksie

aan elke punt, insluitend , differensieerbaar. Die afgeleide, wat aan die punt 0 oor die differensiaalkwosiënte bepaal kan word:

is egter aan die punt 0, nie kontinu nie.

 Differensiasiereëls 
Die differensiasie van saamgestelde funksies, bv.  of , kan uitgevoer word deur differensasiereëls toe te pas op die elementêre funksies waaruit die saamgestelde funksie saamgestel is.

Met die volgende reëls kan mens die afgeleide van 'n saamgestelde funksie dan bereken deur die eenvoudiger funksies waaruit dit bestaan afsonderlik af te lei.

Laat ,  en  (in 'n gedefinieerde ruimte) differensieerbare, reële funksies wees,  en  is reële getalle, dan geld:
 Konstante funksie


 Konstante faktor reël


 Somreël


 Vermenigvuldigingsreël


 Kwosiëntereël


 Resiprokereël


 Magsverheffingreël


 Kettingreël


 Omkeerreël
 Is  'n differensieerbare, bijektiewe funksie aan die punt , met , en sy Omkeerfunksie  by  differensieerbaar, dan geld


 Wanneer mens 'n punt  van 'n grafiek van  weerspieël, sodat 'n eweredige lyn tussen die twee punte die hoek tussen die x en f(x) asse halveer, om daarmee  op  te kry, dan is die helling van  in  die omgekeerde van die helling van  in 

 Logaritmiese afgeleide
 Uit die kettingreël volg vir die afgeleide van 'n natuurlike logaritme van 'n funksie :

 'n Breuk in die vorm  word die logaritmiese afgeleide genoem.

 Afleiding van die ekponensiële funksie
 Om  af te lei, moet mens onthou dat magsverheffings met reële eksponente met 'n ompad oor die eksponensiële funksie gedefinieer is: .
 Toepassing van die kettingreël en – vir die binneste afgeleide – die vermenigvuldigingsreël gee dan:
 .

 Leibniz se reël
 Die afleiding van die -de orde vir 'n produk uit twee tot die mag  differensieerbare funksies  en  word gegee deur
 .
 Hierdie uitdrukkings in die vorm  is binomiaalkoëffisiënte.

 Die sentrale stellings van die differensiaalrekening 

 Hoofstelling van die analise 
Die essensiële prestasie van Leibniz was die besef, dat integrasie en differensiasie saamhang. Dit formuleer hy in die hoofstelling van die differensiaal- en integraalrekening, ook bekend as die hoofstelling van analise. Dit lui soos volg:

Gegewe 'n interval , 'n kontinue funksie  en 'n arbitrêre punt , dan is die funksie

kontinu-differensieerbaar en sy afgeleide funksie  is gelyk aan .

Hiermee is dus 'n inleiding tot integrasie moontlik: Gesoek is 'n funksie , waarvan die afgeleide  die integrand  is. Dan geld:


 Middelwaardestelling van die differensiaalrekening 
'n Verdere sentrale stelling van die differensiaalrekening is die middelwaardestelling, wat deur von Cauchy bewys is.

Laat dit wees dat  'n kontinue funksie is wat op die geslote interval  (met ) gedefinieer is. Buitendien is die funksie  in die oop interval  differensieerbaar. Onder hierdie voorwaardes kom ten minste een , sodat

geld.

 Meervoudige afgeleides 
Indien die afgeleide van 'n funksie self ook differensieerbaar is, dan kan mens die tweede afgeleide van  as afgeleide van die eerste definieer. Op dieselfde wyse kan dan ook 'n derde, vierde en verdere afgeleides gedefinieer word. 'n Funksie is dus dienooreenkomstig eenmaal differensieerbaar, tweemaal differensieerbaar ensovoorts.

Die tweede afgeleide het talryke fisiese en praktiese toepassings. Byvoorbeeld is die eerste afgeleide van die ligging  met betrekking tot tyd, die oombliklike snelheid, terwyl die tweede afgeleide die versnelling is. Uit die fisika kom die skryfwyse , (uitspraak:  punt van t), vir afgeleides van 'n funksie van tyd.

Wanneer politici of ekonome oor 'n "verlangsaming in die groei van die werkloosheidssyfer" praat, dan verwys hulle na die tweede afgeleide (die verandering in die groeikoers). Die eerste afgeleide is die groeikoers (m.a.w. die styging) van werkloosheid.

Verdere afgeleides kan op drie verskillende maniere geskryf word:

of in 'n praktiese geval (m.a.w. wanneer met betrekking tot tyd afgelei word):


 Notasies 
Histories waar daar verskillende notasies om die afgeleide van 'n funksie voor te stel. In hierdie artikel is hoofsaaklike die notasie  vir die afgeleide van  gebruik. Hierdie notasie dateer terug tot die wiskundige Joseph-Louis Lagrange, wat dit in 1797 bekendstel. Met hierdie notasie word die tweede afgeleide van  met  en die -de afgeleide met  noteer.

Isaac Newton – tesame met Leibniz die uitvinder van die differensiaalrekening – het die eerste afgeleide van  met  genoteer, en dienooreenkomstig noteer hy die tweede afgeleide met . Deesdae word hierdie skryfwyse hoofsaaklike in die fisika, insbesonder meganika, vir die afgeleide met betrekking tot tyd gebruik.

Gottfried Wilhelm Leibniz het vir die eerste afgeleide van  (met betrekking tot die veranderlike ) die notasie  gebruik. In hierdie geval word nie 'n breukdeel bedoel nie. Die notasie word gelees as "d f van x na dx". Vir die tweede afgeleide noteer Leibniz  en die -de afgeleide .

Die notasie  of  vir die eerste afgeleide van  keer terug tot Leonhard Euler. In hierdie notasie word die tweede afgeleide deur  of  en die -de afgeleide deur  of  genoteer.

 Toepassings 
 Minima en maksima 
regs|duimnael|270px|'n Polinoomfunksie (swart) se afgeleide (blou) en dubbelafgeleide (groen) op dieselde assestelsel. Die polinoomfunksie se nulpunte (wortels), swenkpunt en ekstreme punte (lokale maksimum en minimum) word aangedui. Let hoe elkeen van die punte in die afgeleides gereflekteer word.
Een van die belangrikste toepassings van die differensiaalrekening is die bepaling van ekstreme waardes (maksima en minima), meestal vir die optimering van prosesse. Hierdie waardes kom onder andere voor by monotone funksies aan die rand van die gedefinieerde domein, maar meer algemeen gesien, aan die punt waar die afgeleide nul is. 'n Funksie kan 'n maksimum of 'n minimumwaarde hê, sonder dat die afgeleide op daardie punt bestaan. In die volgende voorbeelde word egter slegs minstens lokaal differensieerbare funksies in ag geneem. Byvoorbeeld neem ons die polinoomfunksie :

Die boonste grafiek wys die paaie van ,  en  .

 Horisontale raaklyne 
Wanneer 'n funksie  met  op 'n punt  sy grootste waarde het, en dit dus geld dat vir alle  in hierdie interval , en wanneer  op die punt  differensieerbaar is, so kan die afgeleide daar slegs gelyk aan nul wees: . 'n Dienooreenkomstige stelling geld indien  by  die kleinste waarde bevat.

Die geometriese betekenis van hierdie Stelling van Fermat is, dat die grafiek van die funksie in lokale ekstreempunte (maksima en minima) 'n raaklyn ewewydig met die -as, oftewel 'n horisontale raaklyn besit.

Dit is hierdeur vir differensieerbare funksies 'n noodwendige vereiste dat vir die voorkoms van 'n ekstreempunt, die afgeleide aan daardie betrokke punt 'n waarde van 0 sal aanneem.

Die omgekeerde gevolgtrekking, dat aan 'n punt waar die afgeleide nul is, 'n ekstreempunt bereik is, kan egter nie gemaak word nie aangesien die funksie daar byvoorbeeld 'n sogenaamde saalpunt (Engels "saddlepoint") of wending kan hê.

 Die vereiste ter voorbeeld 
Ter voorbeeld is

Daaruit volg dat  vir  en  geld. Die funksiewaardes aan die invoere is   en , dit beteken dat die kurwe aan die punte  en  horisontale raaklyne het, en slegs daar.

Aangesien die volgende

afwisselend uit klein en groot waardes bestaan, moet in hierdie gebied 'n hoogtepunt en 'n laagtepunt lê. Volgens Fermat se stelling het die Kurwe by hierdie punte 'n horisontale raaklyn, dus kom slegs die bo vasgestelde punte ter sprake: Dus is  'n hoogtepunt en  'n laagtepunt.

 Differensiaalvergelykings 
'n Verdere belangrike toepassing van die differensiaalrekening word aangetref in die wiskundige modellering van fisiese prosesse. Groei, beweging of kragte het alles met afgeleide waardes te doen. Hulle formele beskrywings moet dus ook differensiale bevat. Tipies lei hierdie beskrywings tot vergelykings, waarin afgeleides van 'n onbekende funksie voorkom, d.w.s. differensiaalvergelykings.

Byvoorbeeld koppel die Newtonse bewegingswet

die versnelling  van 'n liggaam met sy massa  en die daaropwerkende krag . Die fundamentele probleem van Meganika is dus om, gegewe 'n sekere versnelling, die ligging (oordsfunksie) van 'n liggaam (terugwerkend) te bepaal. Hierdie taak, 'n omkering van die dubbelafgeleide, het die wiskundige voorkoms van 'n differensiaalvergelyking van die tweede orde. Die wiskundige moeilikheid van hierdie probleem berus daarop dat die ligging, spoed en snelheid vektore is, wat in die algemeen nie in dieselfde rigting wys nie en dat die krag van sowel die tyd  as van die ligging  kan afhang.

 Voorbeeld vir die toegepaste differensiaalrekening 
regs|460x460px|Neoklassieke Produksiefunksie
In die mikroekonomie word byvoorbeeld verskeie tipes produksiefunksies geanaliseer, om daaruit bevindinge vir makroekonomiese verhoudings te bepaal. Hier is veral die tipiese gedrag van 'n produksiefunksie van belang: Hoe reageer die onafhanklike veranderlike, die uitset  (m.a.w. die geproduseerde hoeveelheid van 'n item), wanneer die invoer  (die produksiefaktor, byvoorbeeld arbeid of kapitaal) om 'n (infinitesimaal-) klein eenheid verhoog word?

'n Basiese tipe van 'n produksiefunksie is iets soos die neoklassieke produksiefunksie. Hierdie funksie illustreer hoe die uitset by elke addisionele invoer styg, maar dat die groeikoers daal. Daar is byvoorbeeld vir 'n bedryf die volgende produksiefunksie

van toepassing. Die eerste afgeleide van hierdie funksie kan van die Kettingreël afgelei word
 .
Aangesien die wortel van die eerste afgeleide slegs positief kan wees, sien mens dat die bedrag by elke addisionele invoer sal styg. Die tweede afgeleide gee
 .
Hierdie funksie word vir alle invoere negatief, wat wys dat die groeikoers (d.w.s. die spoed van verandering in groei of aanwassing) vir alle invoere negatief is. Mens kon dus sê dat by stygende invoer die uitsette onderproporsioneel styg.
Die relatiewe verandering van die uitset in verhouding tot 'n relatiewe verandering in die invoer word hier deur die elastisiteit  weergegee.

 Komplekse differensieerbaarheid 
Tot dusver is nog slegs van reële funksies gepraat. Vir die differensieerbaarheid van funksies met komplekse argumente word eenvoudig die definisie met die linearisering gebruik. Hier is die vereiste baie meer beperkend as met reële getalle: So is byvoorbeeld die bedragsfunksie nêrens kompleks differensieerbaar nie. Gelyktydig is elke, in 'n omgewing eenmaal kompleks-differensieerbare funksie, outomaties 'n arbitrêre hoeveelheid verder differensieerbaar. Daar bestaan dus hoër afgeleide funksies.

 Afgeleides van meerdimensionale funksies 
Alle vorige berekeninge was van funksies met 'n enkele veranderlike, d.w.s. met een reële of komplekse getal as argument. Funksies wat vektore na vektore, of vektore na getalle transformeer, kan soortgelyk ook afgeleide funksies hê. In hierdie geval is die afgeleide die lineêre afbeelding wat die funksie plaaslik die beste benader (indien so afbeelding bestaan).

 Parsiële afgeleides 
Ons beskou 'n funksie, wat die transformasie  bewerkstellig. Een voorbeeld is die temperatuurfunksie: Afhanklik van die ligging, word die temperatuur in 'n kamer gemeet, om sodoende die effektiwiteit van die verhitting te meet. Wanneer die termometer in 'n bepaalde rigting beweeg word, kan 'n verandering in die temperatuur vasgestel word. Hierna verwys die sogenaamde rigtingsafgeleide. Die rigtingsafgeleide in spesiale rigtings, naamlik die koordinaatsasse, noem mens die parsiële afgeleides (oftewel rigting-selektiewe afgeleides).

In totaal kan daar vir 'n funksie met  veranderlikes   parsiële afgeleides bereken word:




 Veralgemenings en verwante gebiede 
 'n Oordrag van die begrip van afgeleide funksies of waardes op ander ringe as  en  is die derivasie.
 Die differensrekening pas die differensiaalrekening toe op rye.

 Verwysings 

 Bronne 

 Henri Cartan: Differentialrechnung.  Bibliographisches Institut, Mannheim 1974. 
 Henri Cartan: Differentialformen.  Bibliographisches Institut, Mannheim 1974. 
 Henri Cartan: Elementare Theorien der Analytischen Funktionen einer und mehrerer Komplexen Veränderlichen.  Bibliographisches Institut, Mannheim 1966, 1981. 
 Richard Courant: Vorlesungen über Differential- und Integralrechnung. 2 Bde.  Springer 1928, 41971. 
 Jean Dieudonné: Grundzüge der modernen Analysis. Bd. 1. Vieweg, Braunschweig 1972. 
 Gregor M. Fichtenholz: Differential- und Integralrechnung I-III  Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1990–2004.  (kompletter Satz)
 Otto Forster: Analysis 1. Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen. Vieweg, Braunschweig 72004. 
 Otto Forster: Analysis 2. Differentialrechnung im Rn. Gewöhnliche Differentialgleichungen.  Vieweg, Braunschweig 62005. 
 Konrad Königsberger: Analysis. 2 Bde. Springer, Berlin 2004, 
 Wladimir I. Smirnow: Lehrgang der höheren Mathematik (Teil 1-5). Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1995–2004.  (kompletter Satz)
 Steffen Timmann: Repetitorium der Analysis. 2 Bde. Binomi, Springe 1993. , 
 Rainer Ansorge, Hans Joachim Oberle: Mathematik für Ingenieure. Bd. 1.  Akademie-Verlag, Berlin 1994, ³2000. 
 Günter Bärwolff (unter Mitarbeit von G. Seifert): Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure.  Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München 2006. 
 Lothar Papula: Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure. Bd. 1.  Vieweg, Wiesbaden 2004. 
 Klaus Weltner: Mathematik für Physiker.  Bd. 1. Springer, Berlin 2006. 
 Peter Dörsam: Mathematik anschaulich dargestellt für Studierende der Wirtschaftswissenschaften.  PD-Verlag, Heidenau 2010 (15. Auflage). 

 Sien ook 
 (ε, δ)-definisie van 'n limiet
 Integraalrekening

 Eksterne skakels 
 'n Nutsprogram vir die berekening van afgeleides en stamfunksies van funksies met 'n enkele veranderlike 

Kategorie:Wiskundige analise