TEOREMË
Le të jetë r(t) = ⟨x(t), y(t), z(t)⟩, ku funksionet koordinatore x(t), y(t) dhe z(t) janë të derivueshme në pikën t. Atëherë edhe funksioni vektorial r(t) është i derivueshëm në t dhe vlen barazimi:
r’(t) = ⟨x’(t), y’(t), z’(t)⟩
Gjeni derivatin e funksionit vektorial:
r(t) = ⟨sin(t²), e^(sin t), t ln(t)⟩
Zgjidhja
Hapi 1. Zbatojmë përkufizimin e derivatit të funksionit vektorial.
r’(t) = lim kur h → 0 [r(t + h) − r(t)] / h
Duke zëvendësuar funksionin vektorial, marrim:
r’(t) = lim kur h → 0 {⟨x(t + h), y(t + h), z(t + h)⟩ − ⟨x(t), y(t), z(t)⟩} / h
Duke kryer zbritjen e vektorëve, përfitojmë:
r’(t) = lim kur h → 0 ⟨[x(t + h) − x(t)] / h, [y(t + h) − y(t)] / h, [z(t + h) − z(t)] / h⟩
Sipas përkufizimit të derivatit të secilit funksion përbërës, rezulton:
r’(t) = ⟨x’(t), y’(t), z’(t)⟩
Hapi 2. Zbatojmë teoremën duke derivuar veçmas secilin funksion përbërës.
Kemi:
r(t) = ⟨sin(t²), e^(sin t), t ln(t)⟩
Prandaj:
r’(t) = ⟨(sin(t²))’, (e^(sin t))’, (t ln(t))’⟩
Hapi 3. Gjejmë derivatin e secilit funksion përbërës.
Për funksionin e parë, zbatojmë rregullin e zinxhirit:
(sin(t²))’ = cos(t²) · 2t = 2t cos(t²)
Për funksionin e dytë, zbatojmë përsëri rregullin e zinxhirit:
(e^(sin t))’ = e^(sin t) · cos(t)
Për funksionin e tretë, zbatojmë rregullin e derivimit të prodhimit:
(t ln(t))’ = t’ · ln(t) + t · (ln(t))’
Meqë t’ = 1 dhe (ln(t))’ = 1/t, marrim:
(t ln(t))’ = ln(t) + t · 1/t = ln(t) + 1
Hapi 4. Bashkojmë rezultatet.
Duke zëvendësuar derivatet e gjetura, përfitojmë:
r’(t) = ⟨2t cos(t²), e^(sin t) cos(t), ln(t) + 1⟩
PËRFUNDIMI
Derivati i funksionit vektorial është:
r’(t) = ⟨2t cos(t²), e^(sin t) cos(t), ln(t) + 1