浅谈导数与微分
- 格式:doc
- 大小:255.00 KB
- 文档页数:9
数学导数和微积分导数和微积分是数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛的应用。
本文将详细介绍导数和微积分的基本概念、性质和应用。
一、导数的定义和性质导数是描述函数变化率的工具,它的定义如下:对于函数 f(x),在某一点 x0 处,如果极限lim(h→0)[f(x0+h)-f(x0)]/h存在,则该极限值就是函数 f(x) 在点 x0 处的导数。
导数具有一些重要的性质:1. 导数表示了函数变化的速率,可以理解为函数图像的切线的斜率。
2. 导数存在的充分必要条件是函数在该点可导。
3. 导数可以通过求导法则来计算,如加法法则、乘法法则、链式法则等。
二、微分与微分方程微分是导数的一种表达形式,是函数值和自变量之间的微小变化之间的关系。
微分可以用来解决很多实际问题,尤其在物理学和工程学中有广泛应用。
微分方程是包含导数的方程,通常形式为:dy/dx = f(x)其中f(x) 是已知函数,y 是未知函数。
解微分方程的过程称为积分,可以得到原始函数的解析表达式。
三、微分中值定理和泰勒展开微分中值定理是微积分中的重要定理之一,它有三种形式:拉格朗日中值定理、柯西中值定理和罗尔中值定理。
这些定理描述了函数在某个区间内的变化情况,提供了计算导数和函数性质的有效工具。
泰勒展开是函数在某个点附近用多项式逼近的方法。
它可以将函数在某个点展开成无穷级数,表达了函数在该点的各阶导数与函数值之间的关系。
四、微积分在物理学和工程学中的应用微积分在物理学和工程学中有广泛的应用,如下所示:1. 运动学:微积分用于描述物体的位置、速度和加速度之间的关系。
2. 力学:微积分用于描述物体的质心、力矩和动量等概念。
3. 电磁学:微积分用于描述电场、磁场和电磁感应等现象。
4. 热力学:微积分用于描述温度、热能和热流等热学过程。
5. 控制理论:微积分用于描述系统的响应、稳定性和控制性能等。
总结:导数和微积分是数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛应用。
导数与微分的总结导数和微分是微积分学中的两个重要概念,也是研究函数变化的基础工具。
本文将从定义、性质、应用等方面对导数和微分进行总结。
一、导数的定义和性质导数是函数在某一点上的变化率,用极限表示形式可以定义为:若函数f(x)在点x0的某个邻域内有定义,当x→x0时,存在有限数L,使得lim (f(x) - f(x0)) / (x - x0) = Lx→x0这个极限L称为函数f(x)在点x0处的导数,记作f'(x0)或dy/dx|_(x=x0)。
导数具有以下性质:1. 导数的存在性:若函数f(x)在点x0的某个邻域内有定义,则f(x)在x0处可导当且仅当上述极限存在。
2. 导数的几何意义:导数表示了函数在某一点的切线斜率。
当函数在某一点可导时,这条切线的斜率就是导数的值。
3. 导函数:若函数f(x)在定义域内的每一点都可导,那么对应的导数函数就是f'(x),称为原函数f(x)的导函数。
4. 导数的四则运算:导数具有加法、减法、乘法、除法的运算法则,即d(u + v)/dx = du/dx + dv/dx,d(u - v)/dx = du/dx -dv/dx,d(uv)/dx = u(dv/dx) + v(du/dx),d(u/v)/dx = (v(du/dx) -u(dv/dx))/v²。
二、微分的定义和性质微分是描述函数变化的一种近似方法,它比导数更加具体。
对于函数f(x),在点x0处进行微分可以表示为:df(x) = f'(x0)dx其中,df(x)称为微分,dx称为自变量的增量。
微分具有以下性质:1. 微分的近似性:微分是函数f(x)在点x0处的变化的近似值,当dx趋近于0时,微分趋近于函数的实际变化值。
2. 微分的几何意义:微分可以理解为函数在某一点上的线性逼近,它是函数值在该点的变化量。
3. 微分与导数的关系:对于可导函数,微分与导数的关系可以表示为df(x) = f'(x0)dx。
导数与微分的概念及其应用导数和微分是微积分中非常重要的概念,它们在数学、物理、工程和经济学等领域都有广泛的应用。
本篇文章将介绍导数和微分的概念以及它们在实际问题中的应用。
一、导数的定义和性质1. 定义:导数表示函数在某一点处的变化率,可以看作函数的瞬时增量与自变量的瞬时变化率的比值。
若函数f(x)在点x处可导,则其导数记作f'(x)、dy/dx、df(x)/dx等等。
2. 几何意义:导数可以理解为函数曲线在某一点处的切线斜率。
切线的斜率等于导数的值。
导数正值表示函数在该点上升,负值表示函数下降,零值表示函数有极值。
3. 基本性质:导数的四则运算法则是导数计算中常用的工具。
导数具有可乘性、可加性、链式法则、导数的导数等性质,这些性质使得导数的计算更加简便。
二、微分的定义和性质1. 定义:微分是导数的微小变化量,即函数f(x)在点x处的微分表示为df(x)。
微分可以看作函数值的小增量与自变量的小变化量的乘积。
2. 近似代替:微分在实际问题中常用来做近似计算的代替。
当自变量的变化量很小的时候,我们可以使用微分来近似计算函数值的变化量。
3. 微分形式:微分有两种形式,即全微分和偏微分。
全微分表示函数的所有自变量的微分都要考虑进去,而偏微分仅考虑某几个自变量的微分。
三、导数和微分的应用导数和微分在各个领域中都有丰富的应用。
以下是一些应用举例:1. 极值问题:导数在解决函数的极值问题中起到重要作用。
求解极大值和极小值的方法包括使用导数的方法、二阶导数的方法和高级数学中的拉格朗日乘子法等等。
2. 物理学应用:在物理学中,导数和微分用于描述运动的速度和加速度。
例如,速度可以通过对位移函数进行微分得到,而加速度可以通过对速度函数进行微分得到。
3. 经济学应用:导数和微分在经济学中有着广泛的应用。
例如,利润最大化和成本最小化问题可以通过导数的方法来解决。
导数还可以用于弹性和边际效用的计算。
4. 工程学应用:导数和微分在工程学中有着广泛的应用。
微分与导数的区别
导数是描述函数变化的快慢,微分是描述函数变化的程度。
导数是函数的局部性质,一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
而微分是一个函数表达式,用于自变量产生微小变化时计算因变量的近似值。
微分简介
微分在数学中的定义:由函数B=f(A),得到A、B两个数集,在A中当dx靠近自己时,函数在dx处的极限叫作函数在dx处的微分,微分的中心思想是无穷分割。
微分是函数改变量的线性主要部分。
微积分的基本概念之一。
导数简介
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
若某函数在某一点导数存在,则称其在这一点可导,否则称为不可导。
然而,可导的函数一定连续;不连续的函数一定不可导。
函数的导数与微分函数的导数与微分是微积分中非常重要的概念。
它们给出了函数曲线上各点的斜率以及函数的极小值和极大值所在的位置。
本文将介绍导数和微分的定义、计算方法和应用。
一、导数的定义与计算方法在微积分中,函数f(x)在某一点x处的导数,用f'(x)表示,定义为函数曲线在该点处的切线的斜率。
导数可以告诉我们函数在某一点上的变化率或增长率。
导数的计算方法有以下几种:1. 使用导数的基本公式:根据不同的函数类型,可以利用基本导数公式推导出具体函数的导数。
例如,对于常数函数f(x) = c,c为常数,其导数为0;对于幂函数f(x) = x^n,其中n为整数,其导数为f'(x) =nx^(n-1);对于指数函数f(x) = a^x,其中a为常数,其导数为f'(x) =a^x * ln(a),等等。
2. 使用导数的定义式:导数的定义式是通过极限的方法来计算的。
即f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h,其中h为一个趋近于0的实数。
这种方法通常适用于无法直接应用基本导数公式的函数。
3. 使用导数的性质和运算法则:导数具有许多重要的性质和运算法则,如导数的和、差、乘积和商的法则,链式法则等。
对于复杂的函数,可以利用这些性质和法则简化计算过程。
二、微分的定义与计算方法微分是导数的一个应用,它可以用来近似计算函数在某一点附近的变化情况。
函数f(x)在点x处的微分,用df表示,定义为函数f(x)在该点处的导数f'(x)与自变量的增量dx的乘积,即df = f'(x)dx。
微分可以用来估计函数值的变化量,并且在数值计算和优化问题中有广泛的应用。
计算微分的方法与计算导数的方法类似,可以利用定义式、基本微分公式和微分的运算法则进行计算。
三、导数与函数的性质和应用导数具有许多重要的性质和应用,以下是其中的一些:1. 导数与函数的图像:函数的导数可以帮助我们了解函数曲线的形状和特征。
微分与导数的通俗理解微分和导数是高等数学中比较重要的概念,它们的概念可能对初学者来说比较抽象。
下面我将从通俗易懂的角度来讲解微分和导数的含义及应用。
首先,微分和导数都是用来描述函数的变化的。
微分可以把一个曲线分解成很多微小的线段,而导数就是描述这些微小线段的斜率,是描述这些斜率变化的一种数学工具。
我们平时说的斜率,其实就是直线与x轴的夹角所对应的正切值,而导数也是直线的斜率,它呈现的是变化率的大小。
这个变化率可以解读为在x点上每个单位的变化对应着y的变化值。
这里需要提到一下“极限”的概念。
在微积分中,极限是一个非常重要的概念,它可以表示函数发展成无线的趋势。
例如,我们可以用类似于"极限x趋于0时的y是多少"这种说法来描述某些特定的函数值,这些函数只有在无限逼近0时才能得出确定的值。
换句话说,在极限下函数的相关量将发生无限的变化。
那么,微分和导数的概念与函数的极限有什么关系呢?微分正是定义在极限下的,也就是说,一个极限,会对微小变化率的计算和估计提供支持。
微分计算中对极限的使用是必须要谨慎的,因为微分在某些情况下是无法使用的(例如,如果某个函数在某个点是不连续的,那么它就没有导数)。
函数的导数可以提供很多有趣的信息,例如函数的最值,函数的凸起点,等等。
因此,在高等数学的教学过程中,导数通常也是比较重要的内容。
综上所述,微分和导数都是对函数在某一点上的切线斜率的概念。
微分是对函数自变量取一个微小的增量,并观察对应的函数因变量的变化,导数则是描述这些变化的率。
导数常常被用来描述函数的变化,例如函数的斜率和凹凸性。
导数与微分总结导数与微分是微积分中非常重要的概念,它们是描述函数变化率的工具。
导数和微分在实际问题中有广泛的应用,比如物理中的速度和加速度、经济学中的边际效应等等。
本文将对导数和微分的概念进行详细的阐述和总结。
一、导数的定义和性质:导数描述了函数的变化率,它反映了函数在某一点上的切线的斜率。
对于函数 y=f(x),在其定义域内,如果极限lim (h→0) [f(x+h)-f(x)]/h存在,那么这个极限就是函数 f(x) 在点 x 的导数,记作 f'(x) 或 dy/dx。
导数的性质有以下几个重要的方面:1. 导数的存在性:函数在某一点上的导数存在与函数在该点处的连续性相关。
如果函数在某个点处可导,则该点处函数必然连续,但连续不一定可导。
2. 右导数和左导数:如果函数 f(x) 在某一点 x_0 处的右导数存在,且左导数存在,那么 f(x) 在该点处的导数存在。
3. 导数的运算法则:导数有一些特殊函数的运算法则,比如常数的导数等于 0、多项式函数的导数等于各项的导数之和、复合函数的导数等等。
二、微分的定义和性质:微分是导数的一种几何意义的解释,它与导数之间有一种积分意义上的联系。
设函数 y=f(x) 在 x0 处可导,那么函数在 (x0, x0+∆x) 区间内的增量Δy 可以近似表示为Δy = f'(x0) ∆x + o(∆x)其中o(∆x) 表示当∆x 趋近于 0 时,其值相对于∆x 的高阶无穷小。
微分的性质有以下几个重要的方面:1. 微分的应用:微分在几何学、物理学和工程学中都有广泛的应用。
比如,在几何学中,微分可以用来计算曲线的切线和曲率;在物理学中,微分可以用来计算速度和加速度;在工程学中,微分可以用来设计和分析物理系统。
2. 微分的线性性质:微分具有线性性质,即对于函数 f(x) 和g(x) 以及常数 a 和 b,有 d(af(x) + bg(x)) = a df(x) + b dg(x)。
微分与导数引言微分与导数是微积分的重要概念,是研究变化率的工具。
微分通过近似刻画函数在某一点附近的变化,而导数则描述函数在每一点处的变化率。
在数学和物理学中,微分与导数被广泛应用于解析几何、物理模型、优化问题等领域。
本文将深入探讨微分与导数的概念、性质以及它们在实际问题中的应用。
微分的概念与性质1. 微分定义微分可以理解为函数在某一点处的线性近似。
对于函数f(x),在某一点x处的微分表示为df(x)。
若函数在x处可导,则微分可以表示为df(x) = f’(x)dx,其中f’(x)为函数f(x)在x处的导数。
2. 微商微商是微分的另一种表示形式,常用于描述函数的变化率。
对于函数f(x),在某一点x处的微商表示为f’(x)或dy/dx。
微商的几何意义是函数曲线在该点处的切线斜率。
3. 微分运算法则微分运算法则包括加法法则、乘法法则和链式法则。
•加法法则:(f+g)‘(x) = f’(x) + g’(x)•乘法法则:(fg)‘(x) = f’(x)g(x) + f(x)g’(x)•链式法则:(f(g(x)))‘(x) = f’(g(x))g’(x)这些法则为计算函数的微分提供了便利。
导数的概念与性质1. 导数定义导数是函数在每一点处变化率的极限。
对于函数f(x),在某一点x处的导数表示为f’(x),可以用极限的形式表示:f’(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h。
导数的几何意义是函数曲线在该点处的切线斜率。
2. 导数的几何解释导数可以用来描述函数曲线在每一点处的切线斜率,从而揭示了函数在不同点处的变化趋势。
当导数为正时,函数在该点附近递增;当导数为负时,函数在该点附近递减;当导数为零时,函数在该点附近取极值。
3. 导数的性质导数具有一些重要的性质。
•导数存在性:若函数在某一点可导,则导数存在。
•可导性与连续性:可导函数一定连续,但连续函数不一定可导。
•和差法则:(f+g)‘(x) = f’(x) + g’(x)•乘法法则:(fg)‘(x) = f’(x)g(x) + f(x)g’(x)•商法则:(f/g)’(x) = [f’(x)g(x) - f(x)g’(x)] / [g(x)]^2这些性质使得导数成为一种强大的工具,在实际问题中具有广泛的应用。
微分与导数的通俗理解微分和导数是微积分中非常重要的概念,它们是描述函数变化率的工具。
在现实生活中,我们经常会遇到各种变化的现象,比如物体的运动、温度的变化以及人口的增长等等。
微分和导数的概念能够帮助我们更好地理解和描述这些变化的过程。
1.微分的概念微分是函数在某一点附近的局部线性近似。
具体来说,如果有一个函数f(x),在某一点x=a处,对于很小的dx的变化量,函数值的变化量df可以通过微分来表达。
微分的一般形式可以用df=f'(x)dx来表示,即函数f(x)的微分df等于其导数f'(x)与自变量的微小变化量dx的乘积。
微分的几何解释是函数曲线在某一点处的切线斜率,也就是函数的导数。
微分的物理解释是速度,它描述了物体在某一点的瞬时速度。
2.导数的概念导数是描述函数在某一点的变化率,它是函数在某一点处的斜率。
导数的一般定义是f'(x)=lim(h→0)(f(x+h)-f(x))/h,表示函数f(x)在x点的导数等于函数在x+h点与x点之间的变化量f(x+h)-f(x)与自变量变化量h的比值在h趋近于0时的极限值。
导数的几何解释是函数曲线在某一点的切线斜率,也就是函数在该点的瞬时变化率。
导数的物理解释是速度的瞬时变化率和加速度,它描述了物体在某一点的瞬时速度和瞬时加速度。
3.微分与导数的关系微分和导数是紧密相关的概念,它们之间有着非常密切的联系。
微分和导数都是描述函数的变化率,它们本质上都是一阶导数。
微分是函数在某一点的局部线性近似,而导数是函数在某一点的斜率。
微分和导数之间的关系可以用微分等式df=f'(x)dx来表示,即函数的微分等于其导数与自变量微小变化量的乘积。
4.微分和导数的应用微分和导数在现实生活中有着广泛的应用。
在物理学中,微分和导数可以用来描述物体的运动、速度和加速度等。
在工程学中,微分和导数可以用来描述电路的电流和电压的关系。
在经济学和金融学中,微分和导数可以用来描述市场的供需关系和货币的通胀率。
导数与微分的概念解析及应用讨论导数和微分是微积分中的重要概念,它们在数学和科学领域有着广泛的应用。
本文将对导数和微分的概念进行解析,并讨论它们在实际问题中的应用。
导数是描述函数变化率的概念。
在数学中,函数表示了两个变量之间的关系。
给定函数f(x),我们可以通过计算其导数f'(x)来研究函数在某一点的变化率。
导数的几何意义是函数曲线在该点的切线斜率。
导数的定义如下:f'(x) = lim(Δx→0) [(f(x+Δx) - f(x))/Δx]其中,f'(x)表示函数f(x)在x点的导数。
Δx表示x的一个小的增量。
通过取极限,我们可以得到函数在该点的切线斜率。
导数有着许多重要的性质。
例如,对于多项式函数,导数的次数比原函数的次数低1。
导数也可以用于求解函数的极值问题。
如果函数在某一点的导数为0,则该点可能是极值点。
微分是导数的另一种表达方式。
微分表示函数在某一点的局部线性逼近。
通过微分,我们可以得到函数在某点的线性近似,从而可以研究函数的局部性质。
微分的定义如下:df(x) = f'(x)dx其中,df(x)表示函数f(x)在x点的微分,dx表示自变量的一个小的增量。
微分可以理解为函数在该点的改变量。
微分的几何意义是函数曲线在该点的切线的微小长度。
导数和微分的应用非常广泛。
它们在物理、经济、生物等领域都有着广泛的应用。
在物理学中,导数可以描述物体在空间中的运动。
通过求解物体的速度和加速度的导数,我们可以研究物体的运动规律。
例如,通过对时间的导数,我们可以计算出物体的速度;通过对速度的导数,我们可以计算出物体的加速度。
在经济学中,导数可以描述经济变量之间的关系。
例如,通过对总收入对销售量的导数,我们可以计算出每增加一单位销售量对总收入的贡献。
这有助于企业做出合理的销售策略。
在生物学中,导数可以描述生物变量的变化率。
例如,通过对时间的导数,我们可以计算出细胞数量的增长速率;通过对温度的导数,我们可以计算出反应速率的变化情况。
导数和微分的区别通俗易懂
导数和微分通俗易懂的区别,如下:
1、意义差别
导数的意义是指导数在几何上表现为切线的斜率,对于一元函数,某一点的导数就是平面图形上某一点的切线斜率;对于二元函数而言,某一点的导数就是空间图形上某一点的切线斜率。
微分的意义是指在点某一点附近,可以用切极限小线段来近似代替曲线段。
微分和导数的意义是有差别的,但是在一元函数中没有结果性的差别,故而很多人将其混为一谈。
2、概念范围差别
导数概念难以推广,比如多元函数,只有偏导数而没有导数,而微分则有偏微分和全微分;同样,对于另一些函数来说,当自变量和因变量不局限在复数内时,则无法定义导数,比如矩阵和向量。
导数和微分的区别一个是比值、一个是增量。
导数是函数图像在某一点处的斜率,也就是纵坐标增量(△y)和横坐标增量,(△x)在△x-->0时的比值。
微分是指函数图像在某一点处的切线在横坐标取得增量△x以后,纵坐标取得的增量,一般表示为dy。
学校:贵阳学院系别: 数学与信息科学学院专业:数学与应用数学班级:09应数班科目:数学分析选讲老师:姚老师姓名:郑刚学号:090501401007浅谈导数与微分一、引言我们知道一个函数在某点可导和可微是等价的,那我就分别从导数和微分的定义与应用来讨论它们的联系与区别。
二、导数的定义1. 函数在一点处可导的概念1【】定义设函数y =f (x )在x 0的某个邻域内有定义.对应于自变量x在x 0处有改变量∆x ,函数y =f (x )相应的改变量为∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0),若这两个改变量的比()()xx f x x f xy ∆∆∆∆00-+=当∆x →0时存在极限,我们就称函数y =f (x )在点x 0处可导,并把这一极限称为函数y =f (x )在点x 0处的导数(或变化率),记作0|x x y ='或f '(x 0)或0x x dxdy=或0)(x x dxx df =.即 0|x x y ='=f '(x 0)=xx f x x f xy x x ∆∆∆∆∆∆)()(limlim000-+=→→比值xy ∆∆表示函数y =f (x )在x 0到x 0+∆x 之间的平均变化率,导数|x x y ='则表示了函数在点x 0处的变化率,它反映了函数y =f (x )在点x 0处的变化的快慢.如果当∆x →0时xy ∆∆的极限不存在,我们就称函数y =f (x )在点x 0处不可导或导数不存在.在定义中,若设x =x 0+∆x ,则(2-1)可写成f '(x 0)=()()0lim x x x f x f x x --→根据导数的定义,求函数y =f (x )在点x 0处的导数的步骤如下: 第一步: 求函数的改变量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0); 第二步 : 求比值xx f x x f xy∆∆∆∆)()(00-+=;第三步: 求极限f '(x 0)=xy x ∆∆∆0lim→.例1 求y =f (x )=x 2在点x =2处的导数. 解 ∆y =f (2+∆x )-f (2)=(2+∆x )2-22=4∆x +(∆x )2;()xx x xy ∆∆∆∆∆24+==4+∆x ;xy x ∆∆∆0lim→=0lim →x ∆(4+∆x )=4.所以y '|x =2=4.1【】注: 当()()xx f x x f x ∆∆∆000lim-+-→存在时,称其极限值为函数y =f (x )在点x 0处的左导数,记作)(0x f -';当()()xx f x x f x ∆∆∆000lim-++→存在时,称其极限值为函数y =f (x )在点x 0处的右导数,记作)(0x f +'. 据极限与左、右极限之间的关系f '(x 0) ⇔ 存在)(0x f -',)(0x f +',且)(0x f -'=)(0x f +'= f '(x 0). 2. 导函数的概念如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内每一点处都可导,就称函数y =f (x )在开区间(a ,b )内可导.这时,对开区间(a ,b )内每一个确定的值x 0都有对应着一个确定的导数f '(x 0),这样就在开区间(a ,b )内,构成一个新的函数,我们把这一新的函数称为f (x )的导函数,记作等f '(x )或y '等.根据导数定义,就可得出导函数f '(x )=y '=()()xx f x x f xy x x ∆∆∆∆∆∆-+=→→0limlim导函数也简称为导数.注意:(1)f '(x )是x 的函数,而f '(x 0)是一个数值(2)f (x )在点处的导数f '(x 0)就是导函数f '(x )在点x 0处的函数值. 例2 : 求y =C (C 为常数)的导数. 解 因为∆y =C -C =0,xxy∆∆∆0==0,所以y '=0lim→x ∆xy ∆∆=0.注:常数的导数恒等于零 例3 :求y =sin x , (x ∈R )的导数. 解 x y ∆∆=xx x x ∆∆sin )sin(-+,在§1-7中已经求得lim→x ∆xy ∆∆=cos x ,即 (sin x )'=cos x .用类似的方法可以求得y =cos x , (x ∈R )的导数为 (cos x )'=-sin x .三、可导和连续的关系如果函数y =f (x )在点x 0处可导,则存在极限lim→x ∆xy ∆∆=f '(x 0),则xy ∆∆=f '(x 0)+α (0lim →x ∆α=0),或∆y = f '(x 0)∆x +α⋅∆x (0lim →x ∆α=0),所以lim→x ∆∆y =0lim →x ∆[f '(x 0) ∆x +α⋅∆x ]=0.这表明函数y =f (x )在点x 0处连续.但y =f (x )在点x 0处连续,在x 0处不一定是可导的. 高阶导数的概念1【】定义设函数y =f (x )存在导函数f '(x ),若导函数f '(x )的导数[f '(x )]'存在,则称[f '(x )]'为f (x )的二阶导数,记作y ''或f ''(x )或22dxy d ,22)(dxx f d ,即y ''= (y ')'=)(dxdy dxd =22dxy d .若二阶导函数f ''(x )的导数存在,则称f ''(x )的导数[f ''(x )]'为y =f (x )的三阶导数,记作y '''或f '''(x ).一般地,若y =f (x )的n -1阶导函数存在导数,则称n -1阶导函数的导数为y =f (x )的n 阶导数,记作y (n )或f (n )(x )或n ndxy d ,n ndx x f d )(,即 y (n )=[y(n -1)]' 或 f (n )(x )= [f(n -1)(x )]' 或nndxy d =)(11--n n dxyd dxd .因此,函数f (x )的n 阶导数是由f (x )连续依次地对x 求n 次导数得到的.函数的二阶和二阶以上的导数称为函数的高阶导数.函数f (x )的n 阶导数在x 0处的导数值记作记作y (n )(x 0)或f (n )(x 0)或0x x nndxy d =等.例4 求函数y =3x 3+2x 2+x +1的四阶导数y (4).解 y '=(3x 3+2x 2+x +1)'=9x 2+4x +1;y ''=(y ')'=(9x 2+4x +1)'=18x +4; y '''=(y '')'=(18x +4)'=18;y (4)= (y ''')'=(18)'=0.四、导数的物理应用21【】 速度与加速度设物体作直线运动,位移函数s =s (t ),速度函数v (t )和加速度函数a (t )分别为v (t )=dtds ,a (t )=22dts d .设位移函数为s =2t 3-21g t 2, (g 为重力加速度,取g=9.8m/s 2),求t =2s 时的速度和加速度.则 v (2)=2=t dtds=(2t 3-21g t 2)'|t =2=(6t 2-g t )|t =2=24-19.6=4.4(m/s );a (2)=222=t dtsd=(2t 3-21g t 2)''|t =2=(6t 2-g t )'|t =2=(12t -g)|t =2=24-9.8=14.2(m/s 2).22【】电流电流单位时间内通过导体截面的电量,即电量关于时间的变化率.记q (t )为通过截面的电量,I (t )为截面上的电流,则I (t )=q '(t ).现设通过截面的电流q (t )=20sin(π25t +2π)(C),则通过该截面的电流为I (t )=[20sin(π25t +2π)]'=20⨯π25cos(π25t +2π)=π500cos(π25t +2π).五、微分的概念 1.微分定义3【】定义如果函数y =f (x )在点x 0处的改变量∆y 可以表示为∆x 的线性函数A ⋅∆x (A 是与∆x 无关、与x 0有关的常数)与一个比∆x 更高阶的无穷小之和∆y = A ⋅∆x +o (∆x ),则称函数f (x )在x 0处可微,且称A ⋅∆x 为函数f (x )在点x 0处的微分,记作dyx x =,即dyx x ==A ⋅∆x .函数的微分A ⋅∆x 是∆x 的线性函数,且与函数的改变量∆y 相差是一个比∆x 更高阶的无穷小,当∆x →0时,它是∆y 的主要部分,所以也称微分dy 是改变量∆y 的线性主部,当|∆x |很小时,就可以用微分dy 作为改变量∆y 的近似值:∆y ≈dy .如果函数y =f (x )在点x 0处可微,按定义有∆y = A ⋅∆x +o(∆x ),上式两端同除以∆x ,取∆x →0的极限,得lim→x ∆=xy ∆∆0lim→x ∆[A +xx o ∆∆)(]=A ,结论:若y =f (x )在点x 0处可微,则在x 0处必定可导,且A =f '(x 0). 反之,如果函数f (x )在点x 0处可导,即0lim→x ∆xy ∆∆=f '(x 0)存在,根据极限与无穷小的关系,上式可写成xy ∆∆=f '(x 0)+α,其中α为∆x →0时的无穷小,从而∆y =f '(x 0)⋅∆x +α⋅∆x ,这里f '(x 0)是不依赖于∆x 的常数,α⋅∆x 当∆x →0时是比∆x 更高阶的无穷小.按微分的定义,可见f (x )在点x 0处是可微的,且微分为f '(x 0)⋅∆x .结论:函数y =f (x )在点x 0处可微的充分必要条件是在点x 0处可导,且dyx x == f '(x 0)∆x .由于自变量x 的微分dx =(x )'⋅∆x =∆x ,所以y =f (x )在点x 0处的微分常记作dyx x ==f '(x 0)⋅dx .如果函数y =f (x )在某区间内每一点处都可微,则称函数在该区间内是可微函数.函数在区间内任一点x 处的微分dy =f '(x )⋅dx . 由此还可得f '(x )=dxdy ,这是导数记号dxdy 的来历,同时也表明导数是函数的微分dy 与自变量的微分dx 的商,故导数也称为微商.2.微分在近似数值计算应用若对可导函数且()0'0f x ≠,y =f (x )需要计算改变量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0)或f (x 0+∆x ).因为当|∆x |很小时有近似式: ∆y ≈dy ,即 f (x 0+∆x )-f (x 0)≈f '(x 0)∆x或 f (x 0+∆x )≈f (x 0)+f '(x 0)∆x ,例5 求sin31︒的近似值(精确到第4位小数). 解 31︒=18031π,因为18030π=6π是一个特殊角,取x 0=6π.18031π=6π+180π=x 0+180π=x 0+∆x , ∆x =180π.由(1)式sin(18031π)=sin(x 0+∆x )≈sin x 0+cos x 0⋅∆x =sin 6π+cos 6π⋅180π=0.5+23⨯180π≈0.5151. 例6 .0360cos 的近似值计算'o解:,cos )(x x f =设)(,sin )(为弧度x x x f -='∴,360,30ππ=∆=x x .23)3(,21)3(-='=∴ππf f)3603cos(0360cos ππ+='∴o3603sin3cosπππ⋅-≈3602321π⋅-=.4924.0≈六、导数和微分的联系与区别第一, 每一点处的微分事实上都必须通过这一点的导数来表达和计算;第二,在比较复杂的情况下(比如高阶的微分和导数以及多元函数的微分和导数等),无论是形式地思考还是实际地处理问题,由导数入手都要比由微分入手更容易和简单一些。
高数大一导数和微分知识点在高等数学学科中,导数和微分是非常重要的概念和知识点。
导数用于描述函数在某一点上的变化率,而微分则是导数的一种具体形式。
本文将介绍导数和微分的基本概念、计算方法以及它们在实际问题中的应用。
一、导数的定义和性质导数描述了函数在某一点上的变化率。
函数f(x)在点x=a处的导数可以表示为f'(a),它的定义如下:f'(a) = lim [f(x) - f(a)] / (x - a) 当 x -> a时导数具有以下一些性质:1. 可导性:如果函数f(x)在点x=a处有导数,那么我们说函数在点x=a处可导。
2. 右导数和左导数:如果函数f(x)在点x=a处的右导数和左导数存在且相等,那么函数在点x=a处可导。
3. 常数导数:常数函数的导数为0。
4. 和差法则:(f+g)'(a) = f'(a) + g'(a),(f-g)'(a) = f'(a) - g'(a)。
5. 乘法法则:(f·g)'(a) = f'(a)·g(a) + f(a)·g'(a)。
6. 除法法则:(f/g)'(a) = (f'(a)·g(a) - f(a)·g'(a)) / (g(a))^2,其中g(a) ≠ 0。
7. 复合函数的导数:如果y=f(u)和u=g(x)都可导,则复合函数y=f(g(x))也可导,且导数为f'(g(x))·g'(x)。
二、导数的计算方法1. 基本函数的导数:- 常数函数的导数为0。
- 幂函数y=x^n的导数为y'=n·x^(n-1)。
- 三角函数的导数:正弦函数的导数为y'=cos(x),余弦函数的导数为y'=-sin(x),正切函数的导数为y'=sec^2(x)。
微分与导数微分与导数是微积分中的重要概念,它们在数学领域中有着广泛的应用。
微分与导数的概念虽然听起来有些抽象,但实际上它们贯穿了整个数学的发展,对于理解函数的变化规律以及解决实际问题都具有重要意义。
我们来看看微分的概念。
微分是函数在某一点处的局部线性近似,可以看作是函数在该点处的斜率。
通过微分,我们可以研究函数在某一点的变化率,从而更好地理解函数的性质。
微分的计算方法有很多,比如通过极限的定义、导数的定义或者微分的定义等。
无论采用哪种方法,微分都是研究函数变化规律的重要工具。
而导数则是微分的一个特例,它是函数在某一点处的斜率,也可以看作是函数的变化率。
导数在物理学、经济学、生物学等领域有着广泛的应用,比如在物理学中,速度是位移对时间的导数,加速度是速度对时间的导数,通过导数可以研究物体的运动规律;在经济学中,边际效用是总效用对商品数量的导数,通过导数可以研究消费者的行为选择等。
导数的计算方法有很多,比如利用基本导数公式、链式法则、反函数求导法等。
掌握好导数的计算方法,可以更好地理解函数的性质和应用。
微分与导数的关系密切,它们之间有着内在的联系。
微分是导数的近似,导数是微分的特例。
通过微分可以求得函数在某一点的导数,从而研究函数在该点的变化规律。
微分和导数在函数的极值、拐点、凹凸性等方面有着重要的应用,通过它们可以求得函数的最值、拐点位置、凹凸区间等重要信息,为我们解决实际问题提供了有效的工具。
总的来说,微分与导数是微积分中的重要概念,它们在数学领域中有着广泛的应用。
通过学习微分与导数,我们可以更好地理解函数的性质,研究函数的变化规律,解决实际问题。
微分与导数的应用不仅局限于数学领域,还可以延伸到物理学、经济学、生物学等各个领域,为我们深入探索世界提供了重要的数学工具。
希望通过本文的介绍,读者对微分与导数有更深入的理解,能够更好地应用它们解决实际问题。
高中数学知识点总结导数与微分导数与微分是高中数学中的重要知识点之一。
它是微积分的基础,也是解决数学问题和建立数学模型的关键工具。
本文将对导数与微分进行深入总结,帮助读者理解和掌握相关概念与技巧。
一、导数的定义与计算方法导数是函数在某一点的变化率。
它描述了函数在该点附近的斜率或切线的斜率。
导数的定义式为:\[f'(x)=\lim_{h \to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}\]其中,\[f'(x)\]表示函数f(x)在点x处的导数。
根据导数的定义,我们可以得到一些常用的导数计算方法:1. 常数函数的导数为0;2. 幂函数\[f(x) = x^n\]的导数为\[f'(x) = n \cdot x^{n-1}\];3. 指数函数\[f(x) = a^x\]的导数为\[f'(x) = a^x \cdot \ln a\];4. 对数函数\[f(x) = \log_a x\]的导数为\[f'(x) = \frac{1}{x \cdot \ln a}\];5. 三角函数的导数可以通过导数定义或基本导数公式计算。
二、导数的基本性质导数具有一些基本的性质,包括:1. 导数的四则运算:若\[f(x)\]和\[g(x)\]的导数存在,则* \[(f(x)+g(x))' = f'(x) + g'(x)\]* \[(f(x)-g(x))' = f'(x) - g'(x)\]* \[(f(x) \cdot g(x))' = f'(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g'(x)\]* \[(\frac{f(x)}{g(x)})' = \frac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdotg'(x)}{[g(x)]^2}\]2. 链式法则:设函数\[y=f(u)\]和\[u=g(x)\]都可导,则\[y=f(u)\]对\[x\]的导数为\[y' = f'(u) \cdot g'(x)\]。
导数与微分的区别与联系
(1)起源(定义)不同:导数起源是函数值随自变量增量的变化率,即△y/△x的极限.微分起源于微量分析,如△y可分解成A△x与
o(△x)两部分之和,其线性主部称微分.当△x很小时,△y的数值大小主要由微分A△x决定,而o(△x)对其大小的影响是很小的. (2)几何意义不同:导数的值是该点处切线的斜率,微分的值是沿切线方向上纵坐标的增量,而△y则是沿曲线方向上纵坐标的增量.可参考任何一本教材的图形理解.
(3)联系:导数是微分之商(微商)y' =dy/dx,微分dy=f'(x)dx,这里公式本身也体现了它们的区别.
(4)关系:对一元函数而言,可导必可微,可微必可导.。
函数的导数与微分在数学中,函数的导数与微分是微积分学中的重要概念。
它们是研究函数变化率和相关性质的关键工具。
本文将详细介绍函数的导数与微分的定义、性质以及它们在实际问题中的应用。
一、导数的定义与性质导数是函数变化率的度量,在数学中通常用极限的方式来定义。
对于函数f(x),在点x处的导数表示为f'(x),它的定义如下:f'(x) = lim(dx→0) [f(x+dx) - f(x)] / dx导数的几何意义是函数曲线在该点处的切线斜率。
具体而言,对于连续函数而言,导数表示了一个点及其附近点的斜率,即函数的瞬时变化率。
导数的计算方法包括通过极限定义、求导法则以及相关函数关系等。
对于导数的性质,我们有以下几点:1. 常数函数的导数为0:对于常数C,C' = 0;2. 幂函数的导数:对于幂函数f(x) = x^n,其中n为任意实数,则f'(x) = nx^(n-1);3. 指数函数的导数:指数函数f(x) = a^x(其中a>0且a≠1),则f'(x) = a^x * ln(a);4. 对数函数的导数:对数函数f(x) = log_a(x)(其中a>0且a≠1),则f'(x) = (1 / (x * ln(a));5. 和差法则:若f(x)和g(x)可导,则(f+g)' = f'(x) + g'(x),(f-g)' = f'(x) - g'(x);6. 乘法法则:若f(x)和g(x)可导,则(f*g)' = f'(x) * g(x) + f(x) * g'(x);7. 商法则:若f(x)和g(x)可导且g(x)≠0,则(f/g)' = (f'(x) * g(x) - f(x)* g'(x)) / (g(x))^2。
二、微分的定义与性质微分是导数的近似值,可以被视为函数值改变的线性近似。
导数与微分的基本概念及应用知识点总结在微积分中,导数和微分是两个基本概念,它们在数学和实际问题求解中有着广泛的应用。
本文将对导数和微分的基本概念进行总结,并介绍它们在实际问题中的应用。
一、导数的基本概念导数是函数的一个重要性质,表示函数的变化率。
具体地说,对于函数y=f(x),其导数可以表示为f'(x)或dy/dx,它的定义如下:f'(x) = lim(h -> 0) (f(x+h) - f(x))/h导数的几何意义是函数曲线在某一点处的切线斜率。
在实际问题中,导数可以用来描述物体的速度、加速度以及函数的变化趋势等。
二、导数的计算方法1. 使用基本导数公式:- 常数函数导数为0;- 幂函数导数为nx^(n-1);- 指数函数e^x的导数为e^x;- 对数函数ln(x)的导数为1/x;- 三角函数和反三角函数具体的导数公式可参考相关教材或数学手册。
2. 使用导数的运算法则:- 导数的和(或差)等于导数的和(或差);- 导数与常数的乘积等于导数乘以常数;- 导数的积等于第一个函数的导数乘以第二个函数加上第一个函数乘以第二个函数的导数(乘积法则);- 导数的商等于分子的导数乘以分母减去分子乘以分母的导数再除以分母的平方(商法则)。
三、微分的基本概念微分是导数的一种形式,它是对函数的局部线性逼近。
对于函数y=f(x),其微分可以表示为dy=f'(x)dx。
微分可以理解为函数在某一点附近的近似变化值。
微分的几何意义是函数曲线在某一点处的切线的近似变化。
四、微分与导数的关系导数是函数的整体性质,描述了函数在各个点的变化率,而微分则是局部性质,在某一点处对函数进行线性逼近。
微分与导数之间的关系可以用如下公式表示:dy = f'(x)dx五、导数与微分的应用导数和微分在实际问题中有广泛的应用,以下列举几个常见的应用领域:1. 物理学中的运动学问题:导数可以用来描述物体的位移、速度和加速度之间的关系。
学校:贵阳学院系别: 数学与信息科学学院专业:数学与应用数学班级:09应数班科目:数学分析选讲老师:姚老师姓名:郑刚学号:090501401007浅谈导数与微分一、引言我们知道一个函数在某点可导和可微是等价的,那我就分别从导数和微分的定义与应用来讨论它们的联系与区别。
二、导数的定义1. 函数在一点处可导的概念1【】定义设函数y =f (x )在x 0的某个邻域内有定义.对应于自变量x在x 0处有改变量∆x ,函数y =f (x )相应的改变量为∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0),若这两个改变量的比()()xx f x x f xy ∆∆∆∆00-+=当∆x →0时存在极限,我们就称函数y =f (x )在点x 0处可导,并把这一极限称为函数y =f (x )在点x 0处的导数(或变化率),记作0|x x y ='或f '(x 0)或0x x dxdy=或0)(x x dxx df =.即 0|x x y ='=f '(x 0)=xx f x x f xy x x ∆∆∆∆∆∆)()(limlim000-+=→→比值xy ∆∆表示函数y =f (x )在x 0到x 0+∆x 之间的平均变化率,导数|x x y ='则表示了函数在点x 0处的变化率,它反映了函数y =f (x )在点x 0处的变化的快慢.如果当∆x →0时xy ∆∆的极限不存在,我们就称函数y =f (x )在点x 0处不可导或导数不存在.在定义中,若设x =x 0+∆x ,则(2-1)可写成f '(x 0)=()()0lim x x x f x f x x --→根据导数的定义,求函数y =f (x )在点x 0处的导数的步骤如下: 第一步: 求函数的改变量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0); 第二步 : 求比值xx f x x f xy∆∆∆∆)()(00-+=;第三步: 求极限f '(x 0)=xy x ∆∆∆0lim→.例1 求y =f (x )=x 2在点x =2处的导数. 解 ∆y =f (2+∆x )-f (2)=(2+∆x )2-22=4∆x +(∆x )2;()xx x xy ∆∆∆∆∆24+==4+∆x ;xy x ∆∆∆0lim→=0lim →x ∆(4+∆x )=4.所以y '|x =2=4.1【】注: 当()()xx f x x f x ∆∆∆000lim-+-→存在时,称其极限值为函数y =f (x )在点x 0处的左导数,记作)(0x f -';当()()xx f x x f x ∆∆∆000lim-++→存在时,称其极限值为函数y =f (x )在点x 0处的右导数,记作)(0x f +'. 据极限与左、右极限之间的关系f '(x 0) ⇔ 存在)(0x f -',)(0x f +',且)(0x f -'=)(0x f +'= f '(x 0). 2. 导函数的概念如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内每一点处都可导,就称函数y =f (x )在开区间(a ,b )内可导.这时,对开区间(a ,b )内每一个确定的值x 0都有对应着一个确定的导数f '(x 0),这样就在开区间(a ,b )内,构成一个新的函数,我们把这一新的函数称为f (x )的导函数,记作等f '(x )或y '等.根据导数定义,就可得出导函数f '(x )=y '=()()xx f x x f xy x x ∆∆∆∆∆∆-+=→→0limlim导函数也简称为导数.注意:(1)f '(x )是x 的函数,而f '(x 0)是一个数值(2)f (x )在点处的导数f '(x 0)就是导函数f '(x )在点x 0处的函数值. 例2 : 求y =C (C 为常数)的导数. 解 因为∆y =C -C =0,xxy∆∆∆0==0,所以y '=0lim→x ∆xy ∆∆=0.注:常数的导数恒等于零 例3 :求y =sin x , (x ∈R )的导数. 解 x y ∆∆=xx x x ∆∆sin )sin(-+,在§1-7中已经求得lim→x ∆xy ∆∆=cos x ,即 (sin x )'=cos x .用类似的方法可以求得y =cos x , (x ∈R )的导数为 (cos x )'=-sin x .三、可导和连续的关系如果函数y =f (x )在点x 0处可导,则存在极限lim→x ∆xy ∆∆=f '(x 0),则xy ∆∆=f '(x 0)+α (0lim →x ∆α=0),或∆y = f '(x 0)∆x +α⋅∆x (0lim →x ∆α=0),所以lim→x ∆∆y =0lim →x ∆[f '(x 0) ∆x +α⋅∆x ]=0.这表明函数y =f (x )在点x 0处连续.但y =f (x )在点x 0处连续,在x 0处不一定是可导的. 高阶导数的概念1【】定义设函数y =f (x )存在导函数f '(x ),若导函数f '(x )的导数[f '(x )]'存在,则称[f '(x )]'为f (x )的二阶导数,记作y ''或f ''(x )或22dxy d ,22)(dxx f d ,即y ''= (y ')'=)(dxdy dxd =22dxy d .若二阶导函数f ''(x )的导数存在,则称f ''(x )的导数[f ''(x )]'为y =f (x )的三阶导数,记作y '''或f '''(x ).一般地,若y =f (x )的n -1阶导函数存在导数,则称n -1阶导函数的导数为y =f (x )的n 阶导数,记作y (n )或f (n )(x )或n ndxy d ,n ndx x f d )(,即 y (n )=[y(n -1)]' 或 f (n )(x )= [f(n -1)(x )]' 或nndxy d =)(11--n n dxyd dxd .因此,函数f (x )的n 阶导数是由f (x )连续依次地对x 求n 次导数得到的.函数的二阶和二阶以上的导数称为函数的高阶导数.函数f (x )的n 阶导数在x 0处的导数值记作记作y (n )(x 0)或f (n )(x 0)或0x x nndxy d =等.例4 求函数y =3x 3+2x 2+x +1的四阶导数y (4).解 y '=(3x 3+2x 2+x +1)'=9x 2+4x +1;y ''=(y ')'=(9x 2+4x +1)'=18x +4; y '''=(y '')'=(18x +4)'=18;y (4)= (y ''')'=(18)'=0.四、导数的物理应用21【】 速度与加速度设物体作直线运动,位移函数s =s (t ),速度函数v (t )和加速度函数a (t )分别为v (t )=dtds ,a (t )=22dts d .设位移函数为s =2t 3-21g t 2, (g 为重力加速度,取g=9.8m/s 2),求t =2s 时的速度和加速度.则 v (2)=2=t dtds=(2t 3-21g t 2)'|t =2=(6t 2-g t )|t =2=24-19.6=4.4(m/s );a (2)=222=t dtsd=(2t 3-21g t 2)''|t =2=(6t 2-g t )'|t =2=(12t -g)|t =2=24-9.8=14.2(m/s 2).22【】电流电流单位时间内通过导体截面的电量,即电量关于时间的变化率.记q (t )为通过截面的电量,I (t )为截面上的电流,则I (t )=q '(t ).现设通过截面的电流q (t )=20sin(π25t +2π)(C),则通过该截面的电流为I (t )=[20sin(π25t +2π)]'=20⨯π25cos(π25t +2π)=π500cos(π25t +2π).五、微分的概念 1.微分定义3【】定义如果函数y =f (x )在点x 0处的改变量∆y 可以表示为∆x 的线性函数A ⋅∆x (A 是与∆x 无关、与x 0有关的常数)与一个比∆x 更高阶的无穷小之和∆y = A ⋅∆x +o (∆x ),则称函数f (x )在x 0处可微,且称A ⋅∆x 为函数f (x )在点x 0处的微分,记作dyx x =,即dyx x ==A ⋅∆x .函数的微分A ⋅∆x 是∆x 的线性函数,且与函数的改变量∆y 相差是一个比∆x 更高阶的无穷小,当∆x →0时,它是∆y 的主要部分,所以也称微分dy 是改变量∆y 的线性主部,当|∆x |很小时,就可以用微分dy 作为改变量∆y 的近似值:∆y ≈dy .如果函数y =f (x )在点x 0处可微,按定义有∆y = A ⋅∆x +o(∆x ),上式两端同除以∆x ,取∆x →0的极限,得lim→x ∆=xy ∆∆0lim→x ∆[A +xx o ∆∆)(]=A ,结论:若y =f (x )在点x 0处可微,则在x 0处必定可导,且A =f '(x 0). 反之,如果函数f (x )在点x 0处可导,即0lim→x ∆xy ∆∆=f '(x 0)存在,根据极限与无穷小的关系,上式可写成xy ∆∆=f '(x 0)+α,其中α为∆x →0时的无穷小,从而∆y =f '(x 0)⋅∆x +α⋅∆x ,这里f '(x 0)是不依赖于∆x 的常数,α⋅∆x 当∆x →0时是比∆x 更高阶的无穷小.按微分的定义,可见f (x )在点x 0处是可微的,且微分为f '(x 0)⋅∆x .结论:函数y =f (x )在点x 0处可微的充分必要条件是在点x 0处可导,且dyx x == f '(x 0)∆x .由于自变量x 的微分dx =(x )'⋅∆x =∆x ,所以y =f (x )在点x 0处的微分常记作dyx x ==f '(x 0)⋅dx .如果函数y =f (x )在某区间内每一点处都可微,则称函数在该区间内是可微函数.函数在区间内任一点x 处的微分dy =f '(x )⋅dx . 由此还可得f '(x )=dxdy ,这是导数记号dxdy 的来历,同时也表明导数是函数的微分dy 与自变量的微分dx 的商,故导数也称为微商.2.微分在近似数值计算应用若对可导函数且()0'0f x ≠,y =f (x )需要计算改变量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0)或f (x 0+∆x ).因为当|∆x |很小时有近似式: ∆y ≈dy ,即 f (x 0+∆x )-f (x 0)≈f '(x 0)∆x或 f (x 0+∆x )≈f (x 0)+f '(x 0)∆x ,例5 求sin31︒的近似值(精确到第4位小数). 解 31︒=18031π,因为18030π=6π是一个特殊角,取x 0=6π.18031π=6π+180π=x 0+180π=x 0+∆x , ∆x =180π.由(1)式sin(18031π)=sin(x 0+∆x )≈sin x 0+cos x 0⋅∆x =sin 6π+cos 6π⋅180π=0.5+23⨯180π≈0.5151. 例6 .0360cos 的近似值计算'o解:,cos )(x x f =设)(,sin )(为弧度x x x f -='∴,360,30ππ=∆=x x .23)3(,21)3(-='=∴ππf f)3603cos(0360cos ππ+='∴o3603sin3cosπππ⋅-≈3602321π⋅-=.4924.0≈六、导数和微分的联系与区别第一, 每一点处的微分事实上都必须通过这一点的导数来表达和计算;第二,在比较复杂的情况下(比如高阶的微分和导数以及多元函数的微分和导数等),无论是形式地思考还是实际地处理问题,由导数入手都要比由微分入手更容易和简单一些。