Derivatives in Class 11
1.कक्षा 11 में अवकलज (Derivatives in Class 11),अवकलज कक्षा 11 (Derivatives Class 11):
कक्षा 11 में अवकलज (Derivatives in Class 11) के इस आर्टिकल में प्रथम सिद्धान्त से अवकलज तथा गुणन नियम जिसे Leibnitz नियम भी कहा जाता है,भागफल नियम द्वारा अवकलज ज्ञात करना सीखेंगे।
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2.कक्षा 11 में अवकलज पर आधारित उदाहरण (Examples Based on Derivatives in Class 11):
Example:1.प्रथम सिद्धान्त से निम्नलिखित फलनों का अवकलज ज्ञात कीजिएः
Example:1(i).-x
Solution:माना f(x)=-x \\ f^{\prime}(x) =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\{-(x+h)\}-(-x)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{-x-h+x}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \left(\frac{-h}{h}\right)=\underset{h \rightarrow 0}{\lim}(-1) \\ \Rightarrow f^{\prime}(x) =-1
Example:1(ii). (-x)^{-1}
Solution:माना f(x)=(-x)^{-1} \\ f^{\prime}(x)=\underset{h \rightarrow 0}{\lim}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\frac{1}{-(x+h)}-\left(-\frac{1}{x}\right)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{-\frac{1}{x+h}+\frac{1}{x}}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{-x+x+h}{x(x+h)h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{h}{x(x+h) h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{1}{x(x+h)} \\ \Rightarrow f^{\prime}(x)=\frac{1}{x^2}
Example:1(iii). \sin (x+1)
Solution:माना f(x)=\sin (x+1) \\ f^{\prime}(x) =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\sin (x+h+1)-\sin (x+1)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\sin (x+1) \cos h+\cos (x+1) \sinh -\sin (x+1)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \sin (x+1) \frac{\cos h}{h}+\cos (x+1) \underset{h \rightarrow 0}{\lim} \left(\frac{\sin h}{h}\right) -\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\sin (x+1)}{h} \\ =-\sin (x+1) \underset{h \rightarrow 0}{\lim} \left[\frac{1-\cos h}{h}\right]+\cos (x+1)-1 \\ =-\sin (x+1)(0)+\cos (x+1) \\ \Rightarrow f^{\prime}(x)=\cos (x+1)
Example:1(iv). \cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right)
Solution: \cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right)
माना f(x)=\cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right) \\ f^{\prime}(x) =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\cos (x+h-\frac{\pi}{8})-\cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right)}{h} \\ \underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{\cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right) \cos h-\sin \left(x-\frac{\pi}{8}\right) \sin h-\cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right)}{h} \\ =\lim _{h \rightarrow 0} \left\{-\cos\left(x-\frac{\pi}{8}\right) \right\} \left(\frac{1-\cos h}{h}\right)-\sin \left(x-\frac{\pi}{8}\right) \underset{h \rightarrow 0}{\lim} \left(\frac{\sin h}{h}\right ) \\ =-\cos \left(x-\frac{\pi}{8}\right)(0)-\sin \left(x-\frac{\pi}{8}\right) \cdot 1 \\ \Rightarrow f^{\prime}(x)=-\sin \left(x-\frac{\pi}{8}\right)
निम्नलिखित फलनों के अवकलज ज्ञात कीजिए (यह समझा जाय कि a,b,c,d,p,q,r और s निश्चित शून्येतर अचर है और m तथा n पूर्णांक हैं।):
Example:2.(x+a)
Solution:माना y=(x+a) \\ \frac{d y}{d x}=\frac{d}{d x}(x)+\frac{d}{d x}(a) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=1+0=1
Example:3. (p x+q)\left(\frac{r}{x}+s\right)
Solution:माना y=(p x+q)\left(\frac{r}{x}+s\right) \\ \frac{d y}{d x} =\left(\frac{r}{x}+s\right) \frac{d}{d x}(p x+q)+(p x+q) \frac{d}{dx}\left(\frac{r}{x}+s\right) \\ =\left(\frac{r}{x}+s\right)(p \cdot 1)+(p x+q)\left(-\frac{r}{x^2}\right) \\ =\frac{p r}{x}+p s-\frac{p r}{x}-\frac{r q}{x^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =-\frac{q r}{x^2}+p s
Example:4. (a x+b)(c x+d)^2
Solution:माना y=(a x+b)(c x+d)^2 \\ \frac{d y}{d x}=(a x+b) \frac{d}{d x}(cx+d)^2+(c x+d)^2 \frac{d}{d x}(a x+b) \\ =(a x+b) \cdot 2(c x+d) \frac{d}{d x}(cx+d)+(cx+d)^2(a \cdot 1) \\ =2(a x+b)(c x+d)(c .1)+(c x+b)^2 \cdot a \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=2 c(a x+b)(c x+d)+a(c x+b)^2
Example:5. \frac{a x+b}{c x+b}
Solution:माना y=\frac{a x+b}{c x+b} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{(c x+b)(a x+b)^{\prime}-(a x+b)(c x+ b)^{\prime}}{(cx+b)^2}\left[\because \left(\frac{u}{v}\right)^{\prime}=\frac{v u^{\prime}-u v^{\prime}}{v^{2}}\right] \\ =\frac{(c x+b) a-(a x+b) c}{(c x+b)^2} \\ =\frac{a c x+a b-acx-b c}{(c x+b)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =\frac{b(a-c)}{(c x+b)^2}
Example:6. \frac{1+\frac{1}{x}}{1-\frac{1}{x}}
Solution:माना y=\frac{1+\frac{1}{x}}{1-\frac{1}{x}} \\ \Rightarrow y =\frac{1+x}{x-1} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{(x-1)(1+x)^{\prime}-(1+x)(x-1)^{\prime}}{(x-1)^2}\left[\left(\frac{u}{v}\right)^{\prime}=\frac{v u^{\prime}-u v^{\prime}}{v^{2}}\right] \\ =\frac{(x-1) \cdot 1-(1+x) \cdot 1}{(x-1)^2} \\ =\frac{x-1-1-x}{(x-1)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =-\frac{2}{(x-1)^2}
Example:7. \frac{1}{a x^2+b x+c}
Solution:माना y=\frac{1}{a x^2+b x+c} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{d}{d x}\left(a x^2+b x+c\right)^{-1} \\ =-1\left(a x^2+b x+c\right)^{-2} \frac{d}{d x}\left(a x^2+b x+c\right) \\ =-\left(a x^2+b x+c\right)^{-2}(2 a x+b) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{-(2 a x+b)}{\left(a x^2+b x+c\right)^2}
Example:8. \frac{a x+b}{p x^2+q x+r}
Solution:माना y=\frac{a x+b}{p x^2+q x+r} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{\left(p x^2+q x+r\right)(a x+ b)^{\prime} -(a x+b)\left(p x^2+q x+r\right)^{\prime}}{\left(p x^2+q x+r\right)^2} \\ =\frac{\left(p x^2+q x+r\right) a-(a x+b)(2 p x+q)}{\left(p x^2+q x+r\right)^2} \\=\frac{\left(a p x^2+a q x+a r-2 a p x^2-aq x-2 b p x-b q\right)}{\left(p x^2+q x+r\right)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= \frac{-a p x^2-2 b p x+a r-b q}{\left(p x^2+q x+r\right)^2}
Example:9. y=\frac{b x^2+q x+r}{a x+b}
Solution:माना y=\frac{p x^2+qx+r}{ax+b} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{(a x+b)\left(b x^2+q x+r \right)^{\prime} -\left(p x^2+q x+r\right)(a x+b)^{\prime}}{(a x+b)^2} \\ =\frac{(a x+b)(2 p x+q)-\left(p x^2+q x+r\right) a}{(a x+b)^2}\\ =\frac{2 a b x^2+a q x+2 b p x+b q-a p x^2-a q x-a x}{(a x+b)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= \frac{a p x^2+2 b p x+b q-a r}{(a x+b)^2}
Example:10. \frac{a}{x^4}-\frac{b}{x^2}+\cos x
Solution:माना y=\frac{a}{x^4}-\frac{b}{x^2}+\cos x \\ \frac{d y}{d x} =a \frac{d}{d x}\left(x^{-4}\right)-\frac{d}{d x} b \left(x^{-2}\right)+\frac{d}{d x}(\cos x) \\ =-4 x^{-5}+2 b x^{-3}-\sin x \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =-\frac{4}{x^5}+\frac{2 b}{x^3}-\sin x
Example:11. 4 \sqrt{x}-2
Solution:माना y=4 x^{\frac{1}{2}}-2 \\ \frac{d y}{d x} =4 \frac{d}{d x}\left(x^{\frac{1}{2}}\right)-\frac{d}{d x} (2) \\ =4 \times \frac{1}{2} x^{-\frac{1}{2}}-(0) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =\frac{2}{\sqrt{x}}
Example:12. (a x+b)^n
Solution:माना y=(a x+b)^n \\ \frac{d y}{d x} =\frac{d}{d x}(a x+b)^n \\=n(a x+b)^{n-1} \frac{d}{d x}(a x+b) \\ =n(a x+b)^{n-1}(a) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =a n(a x+b)^{n-1}
Example:13. (a x+b)^n(c x+d)^m
Solution:माना y=(a x+b)^n(c x+d)^m \\ \frac{d y}{d x}=(a x+b)^n \frac{d}{d x}(c x+d)^m+(c x+d)^m \frac{d}{d x}(a x+b)^n \\ =(a x+b)^n m(c x+d)^{m-1} \frac{d}{d x}(c x+d)+(c x+d)^{m} n(a x+b)^{n-1} \frac{d}{d x}(a x+b) \\ =(a x+b)^n(c x+d)^{m-1} \cdot c+(cx+d)^m \cdot n(a x+b)^{n-1} \cdot a \cdot 1 \\ =(a x+b)^{n-1} \left(c x+d\right)^{m-1}\left[c m(a x+b)+an(c x+d)\right] \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=(a x+b)^{n-1}(cx+d)^{m-1}\left[acx(m+n)+ cmb+and\right]
Example:14. \sin (x+a)
Solution:माना y=\sin (x+a) \\ \frac{d y}{d x} =\frac{d}{d x} \sin (x+a) \\ =\cos (x+a) \frac{d}{d x}(x+a) \\=\cos (x+a) \cdot 1 \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =\cos (x+a)
Example:15. \operatorname{cosec} x \cot x
Solution:माना y=\operatorname{cosec} x \cot x \\ \frac{d y}{d x} =\operatorname{cosec} x \frac{d}{d x}(\cot x)+\cot x \frac{d}{dx}(\operatorname{cosec} x) \\=\operatorname{cosec} x \cdot \left( \operatorname{cosec}^2 x\right)+\cot x(-\operatorname{cose} x \cot x) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =-\operatorname{cosec} x\left(\operatorname{cosec}^2 x+\cot ^2 x\right)
Example:16. \frac{\cos x}{1+\sin x}
Solution:माना y =\frac{\cos x}{1+\sin x} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{(1+\sin x)(\cos x)^{\prime}-\cos x \frac{d}{d x}(1+\sin x)}{(1+\sin x)^2} \\ =\frac{(1+\sin x)(-\sin x)-\cos x \cdot \cos x}{(1+\sin x)^2} \\ =\frac{-\sin x-\left(\sin ^2 x+\cos ^2 x\right)}{(1+\sin x)^2} \\ \frac{d y}{d x}=-\frac{(1+\sin x)}{(1+\sin x)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=-\frac{1}{1+\sin x}
Example:17. \frac{\sin x+\cos x}{\sin x-\cos x}
Solution:माना y=\frac{\sin x+\cos x}{\sin x-\cos x} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{(\sin x-\cos x)(\sin x+\cos x)^{\prime}-(\sin x+\cos x)(\sin x-\cos x)^{\prime}}{(\sin x-\cos x)^2} \\ = \frac{(\sin x-\cos x)(\cos x-\sin x)-(\sin x+\cos x)(\cos x+\sin x)}{(\sin x-\cos x)^2} \\ =\frac{\sin x \cos x-\sin ^2 x-\cos ^2 x+\sin x \cos x-\sin ^2 x-\cos ^2 x-2 \sin x \cos x}{(\sin x-\cos x)^2} \\ =\frac{-2\left(\sin ^2 x+\cos ^2 x\right)}{(\sin x-\cos x)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{-2}{(\sin x-\cos x)^2}
Example:18. \frac{\sec x-1}{\sec x+1}
Solution:माना y=\frac{\sec x-1}{\sec x+1} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{(\sec x+1)(\sec x-1)^{\prime}-(\sec x-1)(\sec x+1)^{\prime}}{(\sec x+1)^2} \\ =\frac{(\sec x+1)(\sec x \tan x)-(\sec x-1) \sec x \tan x}{(\sec x+1)^2} \\ =\frac{\sec ^2 x \tan x+\sec x \tan x-\sec ^2 x \tan x +\sec x \tan x}{(\sec x+1)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{2 \sec x \tan x}{(\sec x+1)^2}
Example:19. \sin ^n x
Solution:माना y=\sin ^n x \\ \frac{d y}{d x}=n \sin ^{n-1} x \frac{d}{d x}(\sin x) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=n \sin ^{n-1} x \cos x
Example:20. \frac{a+b \sin x}{c+d \cos x}
Solution:माना y=\frac{a+b \sin x}{c+d \cos x} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{(c+d \cos x)(a+b \sin x)^{\prime}-(a+b \sin x)(c+d \cos x)^{\prime}}{(c+d \cos x)^{\prime}} \\ =\frac{(c+d \cos x)(b \cos x)-(a+b \sin x) (-d \sin x)}{(c+d \cos x)^2} \\=\frac{b c \cos x+b d \cos ^2 x+a d \sin x+b d \sin ^2 x}{ (c+d \cos x)^2} \\ = \frac{b c \cos x+a d \sin x+b d\left(\cos ^2 x+\sin ^2 x\right)}{(c+d \cos x)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= \frac{b c \cos x+a d \sin x+b d}{(c+d \cos x)^2}
Example:21. \frac{\sin (x+a)}{\cos x}
Solution:माना y=\frac{\sin (x+a)}{\cos x} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{\cos x[\sin (x+a)]^{\prime}-\sin (x+a)(\cos x)^{\prime}}{\cos ^2 x} \\ = \frac{\cos x \cos (x+a)+\sin (x+a) \sin x}{\cos ^2 x} \\ =\frac{\cos (x+a-x)}{\cos ^2 x} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =\frac{\cos a}{\cos ^2 x}
Example:22. x^4(5 \sin x-3 \cos x)
Solution:माना y=x^4(5 \sin x-3 \cos x) \\ \frac{d y}{d x} =x^4 \frac{d}{d x}(5 \sin x-3 \cos x)+(5 \sin x-3 \cos x)\frac{d}{d x} x^4 \\ =x^4(5 \cos x+3 \sin x)+(5 \sin x-3 \cos x) \cdot 4 x^3 \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =x^3(5 x-12) \cos x+x^3(3 x+20) \sin x
Example:23. \left(x^2+1\right) \cos x
Solution:माना y=\left(x^2+1\right) \cos x \\ \frac{d y}{d x} =\left(x^2+1\right) \frac{d}{d x} \cos x+\cos x \frac{d}{d x}\left(x^2+1\right) \\ =\left(x^2+1\right)(-\sin x)+\cos x \cdot 2 x \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =-\left(x^2+1\right) \sin x+2 x \cos x
Example:24. \left(a x^2+\sin x\right)(p+q \cos x)
Solution:माना y=\left(a x^2+\sin x\right)(p+q \cos x) \\ \frac{d y}{d x}=\left(a x^2+\sin x\right) \frac{d}{d x}(p+q \cos x)+(p+q \cos x) \frac{d}{d x}\left(a x^2+\sin x\right) \\ =\left(a x^2+\sin x\right)(-q \sin x)+(p+q \cos x)(2 a x+\cos x) \\ = -a q x^2 \sin x-q \sin ^2 x+2 a p x+p \cos x +2 a q x \cos x+2 a q x \cos^{2} x \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= -a q x^2 \sin x-q \sin ^2 x+2 a q x \cos ^2 x +2 a q x \cos x+p \cos x+2 a p x
Example:25. (x+\cos x)(x-\tan x)
Solution:माना y=(x+\cos x)(x-\tan x) \\ \frac{d y}{d x}= (x+\cos x) \frac{d}{d x}(x-\tan x)+(x-\tan x) \frac{d}{d x}(x+\cos x) \\ = (x+\cos x)\left(1-\sec ^2 x\right)+(x-\tan x)(1-\sin x) \\ =x-x \sec ^2 x+\cos x-\sec x+x-x \sin x-\tan x+\sin x \tan x \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= (x+\cos x)-\sec ^2 x(x+\cos x)+x (1-\sin x)-\tan (1-\sin x) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= (x+\cos x)\left(1-\sec ^2 x\right)+(1-\sin x) (x-\tan x)
Example:26. \frac{4 x+5 \sin x}{3 x+7 \cos x}
Solution:माना y=\frac{4 x+5 \sin x}{3 x+7 \cos x} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{(3 x+7 \cos x)(4 x+5 \sin x)^{\prime}-(4 x+5 \sin x)(3 x+7 \cos x)^{\prime}}{(3 x+7 \cos x)^2} \\ =\frac{(3 x+7 \cos x)(4+5 \cos x)-(4 x+5 \sin x)(3-7 \sin x)}{(3 x+7 \cos x)^2}\\ =\frac{(15 x+28) \cos x+(28 x-15) \sin x +35\left(\cos ^2 x+\sin ^2 x\right)}{(3 x+7 \cos x)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{(15 x+28) \cos x+(28 x+5) \sin x+35}{(3 x+7 \cos x)^2}
Example:27. \frac{x^2 \cos \left(\frac{\pi}{4}\right)}{\sin x}
Solution:माना y=\frac{x^2 \cos \left(\frac{\pi}{4}\right)}{\sin x} \\ \Rightarrow y =\frac{x \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}}{\sin x} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{1}{\sqrt{2}} \frac{\sin x \frac{d}{d x}(x)-x \frac{d}{d x}(\sin x)}{\sin ^2 x} \\ =\frac{1}{\sqrt{2}} \frac{\sin x \cdot 1-x \cos x}{\sin ^2 x} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{\sin x-x \cos x}{\sqrt{2} \sin ^2 x}
Example:28. \frac{x}{1+\tan x}
Solution:माना y=\frac{x}{1+\tan x} \\ \frac{d y}{d x} =\frac{(1+\tan x) \frac{d}{d x}(x)-x \frac{d}{d}(1+\tan x)}{(1+\tan x)^2} \\ =\frac{(1+\tan x) \cdot 1-x \sec ^2 x}{(1+\tan x)^2} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x} =\frac{1+\tan x-x \sec ^2 x}{(1+\tan x)^2}
Example:29. (x+\sec x)(x-\tan x)
Solution:माना y=(x+\sec x)(x-\tan x) \\ \frac{d y}{d x}=(x+\sec x) \frac{d}{d x}(x-\tan x)+(x-\tan x)\frac{d}{d x}(x+\sec x) \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}= (x+\sec x)\left(1-\sec ^2 x\right)+(x-\tan x) (1+\sec x \tan x)
Example:30. \frac{x}{\sin ^n x}
Solution:माना y=\frac{x}{\sin ^n x} \\ \frac{d y}{d x}=\frac{\sin ^n x \frac{d}{d x}(x)-x \frac{d}{d x}\left(\sin ^n x\right)}{\sin ^{2 n} x} \\ =\frac{\sin ^n x \cdot 1-x \cdot n \sin ^{n-1} x \cos x}{\sin ^{2 n} x} \\ \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{\sin ^{n-1} x\left(\sin ^x x-n x \cos x\right)}{\sin ^{2 n} x}
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा कक्षा 11 में अवकलज (Derivatives in Class 11),अवकलज कक्षा 11 (Derivatives Class 11) को समझ सकते हैं।
3.कक्षा 11 में अवकलज पर आधारित सवाल (Questions Based on Derivatives in Class 11):
निम्नलिखित फलनों के अवकलज ज्ञात कीजिएः
(1.) \sqrt{\frac{1-\cos x}{1+\cos x}}
(2.) x^2 e^{x} \sin x
(3.) \operatorname{cosec} x+2^{x+3}+4 \log _3 x
उत्तर (Answers): (1.) \operatorname{cosec} x(\operatorname{cosec} x-\cot x)
(2.) x e^x(2 \sin x+x \sin x+x \cos x)
(3.) -\operatorname{cosec} x \cot x+2^{x+3} \log _e 2+\frac{4}{x} \log _3 e
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर कक्षा 11 में अवकलज (Derivatives in Class 11),अवकलज कक्षा 11 (Derivatives Class 11) को ठीक से समझ सकते हैं।
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4.कक्षा 11 में अवकलज (Frequently Asked Questions Related to Derivatives in Class 11),अवकलज कक्षा 11 (Derivatives Class 11) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:
प्रश्न:1.प्रथम सिद्धान्त से अवकलन की परिभाषा दीजिए। (Define Differentiation by the First Principle):
उत्तर:परिभाषा से सीधे अवकल गुणांक ज्ञात करने की विधि को प्रथम सिद्धान्त से अवकलन कहते हैं।प्रथम सिद्धान्त से अवकलन (First Principle) को ab-initio method or delta method से भी व्यक्त करते हैं।
क्रिया विधि (Working Rule):(1.) दिए हुए फलन f(x) को y के बराबर रखते हैं अर्थात् y=f(x)
(2.)x को x+\delta x तथा y को y+\delta y में परिवर्तित कीजिए अर्थात् y+\delta y=f(x+\delta x)
(3.) \delta y का मान ज्ञात कीजिए अर्थात् \delta y=f(x+\delta x)-f(x)
(4.)दोनों पक्षों में का भाग दीजिए अर्थात् \frac{\delta y}{\delta x}=\frac{f(x+\delta x)-f(x)}{\delta x}
(5.)भिन्न \frac{\delta y}{\delta x} की सीमा ज्ञात कीजिए जबकि \delta x \rightarrow 0 \\ \frac{d y}{d x}=\underset{\delta x \rightarrow 0}{\lim} \frac{\delta y}{\delta x}= \underset{\delta x \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(x+\delta x)-f(x)}{\delta x}
प्रश्न:2.अवकलज की मुख्य बातें लिखिए। (Write Down Main Points of Derivatives):
उत्तर:(1.)फलन का अपेक्षित मान जो एक बिन्दु के बाईं ओर के बिन्दुओं पर निर्भर करता है,बिन्दु x=a पर \underset{x \rightarrow a^{-}}{\lim} f(x) बाएं पक्ष की सीमा (Left handed limit) को परिभाषित करता है।इसी प्रकार दाएँ पक्ष की सीमा (Right handed limit)।
(2.)एक बिन्दु पर फलन की सीमा बाएँ पक्ष और दाएँ पक्ष की सीमाओं से प्राप्त उभयनिष्ठ मान हैं यदि वे संपाती हों।
(3.)यदि किसी बिन्दु पर बाएँ पक्ष और दाएँ पक्ष की सीमाएँ संपाती न हों तो यह कहा जाता है कि उस बिन्दु पर फलन की सीमा का अस्तित्व नहीं है।
(4.)एक वास्तविक संख्या a और एक फलन f के लिए \underset{x \rightarrow a}{\lim} f(x) और f(a) समान नहीं भी हो सकते (वास्तव में,एक परिभाषित हो और दूसरा नहीं)।
(5.)फलनों f और g के लिए निम्नलिखित लागू होते हैं:
\underset{x \rightarrow a}{\lim} [f(x) \pm g(x)]=\underset{x \rightarrow a}{\lim} f(x) \pm \underset{x \rightarrow a}{\lim} g(x) \\ \underset{x \rightarrow a}{\lim}[f(x) \cdot g(x)]=\underset{x \rightarrow a}{\lim} f(x) \cdot \underset{x \rightarrow a}{\lim} g(x) \\ \underset{x \rightarrow a}{\lim} \left[\frac{f(x)}{g(x)}\right]=\frac{\underset{x \rightarrow a}{\lim} f(x)}{\underset{x \rightarrow a}{\lim} g(x)}
(6.)निम्नलिखित कुछ मानक सीमाएँ हैंः
\underset{x \rightarrow a}{\lim} \frac{x^n-a^n}{x-a}=n a^{n-1} \\ \underset{x \rightarrow 0}{\lim} \frac{\sin x}{x}=1 \\ \underset{x \rightarrow 0}{\lim} \frac{1-\cos x}{x}=0
(7.)a पर फलन f का अवकलज f^{\prime}(a)=\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(a+h)-f(a)}{h} से परिभाषित होता है।
(8.)प्रत्येक बिन्दु पर अवकलज,अवकलज फलन f^{\prime}(x)=\frac{d f(x)}{d x} =\underset{h \rightarrow 0}{\lim} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} से परिभाषित होता है।
(9.)फलनों u और v के लिए निम्नलिखित लागू होता हैः
(i)(u \pm v)^{\prime}=u^{\prime} \pm v^{\prime}
(ii) (u v)^{\prime}=u^{\prime} v+u v^{\prime}
(iii)\left(\frac{u}{v}\right)^{\prime}=\frac{u^{\prime} v-u v^{\prime}}{v^2}
बशर्ते सभी परिभाषित हैं।
(10.)निम्नलिखित कुछ मानक अवकलज हैंः
\frac{d}{d x}\left(x^n\right)=n x^{n-1} \\ \frac{d}{d x}(\sin x)=\cos x \\ \frac{d x}{d x}(\cos x)=-\sin x
प्रश्न:3.अवकलज की ऐतिहासिक पृष्ठभूमि के बारे में बताएं। (Tell Us About the Historical Background of Derivatives):
उत्तर:गणित के इतिहास में कलन के अन्वेषण के श्रेय की भागीदारी हेतु दो नाम है ईसाक न्यूटन (Issac Newton) और जी डब्ल्यू लाइबनिट्ज (G. W. Leibnitz) (1646-1717) सत्रहवीं शताब्दी में दोनों ने स्वतंत्रतापूर्वक कलन का अन्वेषण किया।कलन के आगमन के बाद इसके आगामी विकास हेतु अनेक गणितज्ञों ने योगदान दिया।परिशुद्ध संकल्पना का मुख्य श्रेय महान गणितज्ञों ए एल कोशी (A. L. Cauchy), जे. एल. लग्रांज (J. L. Lagrange) और कार्ल वीयर स्ट्राॅस (Karl Weier Strass) को प्राप्त है।कोशी (Cauchy) ने कलन को आधार दिया जिसको अब हम व्यापकतः पाठ्य पुस्तकों में स्वीकार कर चुके हैं।कोशी (Cauchy),D’Almbert की सीमा संकल्पना के प्रयोग के द्वारा अवकलज की परिभाषा दी।सीमा की परिभाषा से प्रारंभ करते हुए \alpha=0 के लिए \frac{\sin \alpha}{\alpha} की सीमा जैसे उदाहरण दिए।उन्होंने \frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{f(x+i)-f(x)}{i}, लिखा और i \rightarrow 0 के लिए सीमा को ‘f”(x) के लिए y’, “function derive’e” नाम दिया।
1900 से पूर्व यह सोचा जाता था कि कलन को पढ़ाना बहुत कठिन है,इसलिए कलन युवाओं की पहुंच से बाहर थी।लेकिन ठीक 1900 में इंग्लैण्ड में जाॅन पेरी (John Perry) एवं अन्य ने इस विचार का प्रचार करना प्रारंभ किया कि कलन की मुख्य विधियाँ और धारणाएँ सरल हैं और स्कूल स्तर पर भी पढ़ाया जा सकता है।एफ. एल. ग्रिफिन (F. L. Griffin) ने कलन के अध्ययन को प्रथम वर्ष के छात्रों से प्रारम्भ करके नेतृत्व प्रदान किया।इन दिनों यह बहुत चुनौतीपूर्ण कार्य था।
आज न केवल गणित अपितु अनेक अन्य विषयों जैसे भौतिकी,रसायन विज्ञान,अर्थशास्त्र,जीव विज्ञान में कलन की उपयोगिता महत्त्वपूर्ण है।
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Derivatives in Class 11
कक्षा 11 में अवकलज
(Derivatives in Class 11)
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कक्षा 11 में अवकलज (Derivatives in Class 11) के इस आर्टिकल में प्रथम सिद्धान्त से
अवकलज तथा गुणन नियम जिसे Leibnitz नियम भी कहा जाता है