Differentiaalrekening

Deel van een serie artikelen over Wiskunde
Formules van een stochastisch proces
Kwantiteit
Complex getal · Geheel getal · Natuurlijk getal · Oneindigheid · Reëel getal · Rekenkunde
Structuur en ruimte
Algebra · Functie · Getaltheorie · Goniometrie · Groepentheorie · Meetkunde · Topologie
Verandering
Analyse · Chaostheorie · Differentiaalrekening · Dynamische systemen · Vectoren
Toegepaste wiskunde
Discrete wiskunde · Grafentheorie · Informatietheorie · Kansrekening · Statistiek · Wiskundige natuurkunde
Portaal    Wiskunde

In de analyse, een deelgebied van de wiskunde, is differentiaalrekening de studie van de verandering van een grootheid als gevolg van een (oneindig) kleine (infinitesimale) verandering van een of meer argumenten waarvan de grootheid afhankelijk is.

Het primaire object van studie in de differentiaalrekening is de afgeleide. Een nauw hieraan verwant begrip is de differentiaal. De afgeleide van een functie bij een gegeven inputwaarde beschrijft het gedrag van deze functie in de buurt van die inputwaarde. Voor een reëelwaardige functie van een enkele reële variabele is de afgeleide op een punt gelijk aan de helling van de raaklijn aan de grafiek van de functie op dat punt. De afgeleide van een functie op een punt bepaalt in het algemeen de beste lineaire benadering voor de functie op dat punt.

Het vinden van een afgeleide wordt differentiëren genoemd. De hoofdstelling van de integraalrekening stelt dat differentiëren het omgekeerde is van integreren.

Differentiatie kent toepassingen in bijna alle kwantitatieve disciplines. In de natuurkunde is de afgeleide van de verplaatsing van een bewegend lichaam met betrekking tot de tijd de snelheid van dit lichaam, en de afgeleide van de snelheid met betrekking tot tijd is de acceleratie. De tweede wet van Newton stelt dat de afgeleide van de impuls van een lichaam gelijk is aan de kracht, die op dit lichaam wordt uitgeoefend. De reactiesnelheid van een chemische reactie is een afgeleide. In de operationele research bepalen afgeleiden de efficiëntste manieren om materialen te transporteren en fabrieken te ontwerpen. Door de toepassing van speltheorie kan men met behulp van differentiaalrekening de beste strategie voor concurrerende bedrijven berekenen.

Afgeleiden worden vaak gebruikt om de maxima en minima van een functie te vinden. Vergelijkingen waarin afgeleiden zijn opgenomen worden differentiaalvergelijkingen genoemd. Differentiaalvergelijkingen zijn van fundamenteel belang in de natuurkunde. Afgeleiden en hun veralgemeningen komen voor in vele deelgebieden van de wiskunde, zoals de functietheorie, de functionaalanalyse, de differentiaalmeetkunde, de maattheorie en de abstracte algebra.