Для того, чтобы функция
была дифференцируема в точке
, необходимо и достаточно, чтобы в этой точке у нее существовала производная.
Доказательство:
Необходимость.Пусть
дифференцируема в точке
, тогда по определению ее приращение можно представить в виде:
.
Найдем отношение приращения функции к приращению аргумента:
. Перейдем к пределу:
.
С другой стороны, этот предел равен
, т.е.
.
Достаточность. Пусть существует
. Тогда по определению производной:
. Это значит, что:
. Умножив последнее равенство на Dx, получим:
.
Полагая,
, мы получили определение дифференцируемости. ■
Замечание.Процесс нахождения производной функции в точке называют дифференцированием.
Замечание.Производную
называют правой производной функции
в точке
, а производную
- левой производной.
Таким образом,
, причем
.
Теорема 2.Если функция
дифференцируема в точке
, то она непрерывна в этой точке.
Доказательство:
Пусть функция
дифференцируема в точке
. Тогда по определению
. Найдем
. Значит,
является бесконечно малой функцией. Следовательно, функция
непрерывна в точке
. ■
Замечание.Обратное утверждение неверно. Например, функция
непрерывна в точке
, но не дифференцируема в этой точке.
Определение 3.Говорят, что функция
дифференцируема на отрезке
, если она дифференцируема в каждой внутренней точке этого отрезка.