大一高等数学第二章第三节函数的微分讲解
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函数微分的定义:设函数在某区间内有定义,X0及X o+A x在这区间内,若函数的增量可表示为几1‘宀,其中A是不依赖于△x 的常数,-:-」是厶X的高阶无穷小,则称函数:丁;在点X o可微的。
心丁叫做函数」J—在点x o相应于自变量增量△ x的微分,记作dy,即:「二」—通过上面的学习我们知道:微分:是自变量改变量△x的线性函数,dy与厶y的差宀是关于A x的高阶无穷小量,我们把dy称作△y的线性主部。
于是我们又得出:当△ x宀0时,△ y~dy.导数的记—=广⑴号为:一',现在我们可以发现,它不仅表示导数的记号,而且还可以表示两个微分的比值(把厶x看成dx,即:定义自变量的增量等于自变量的微分),还可表示为:由此我们得出:若函数在某区间上可导,则它在此区间上一定可微,反之亦成立。
导数的定义:设函数1■-'在点X0的某一邻域内有定义,当自变量X在X0处有增量厶X(X+ △X也在该邻域内)时,相应地函数有增量' '■ - ' - ?■-,若△y与厶x之比当△x-0时极限存在,则称这个极限值为""⑴在X o处的导数。
记为:还可记为:必 f , 八心)函数在点X o处存在导数简称函数」八在点X o处可导,否则不可导。
若函数在区间(a,b)内每一点都可导,就称函数在区间(a,b)内可导。
这时函数」「对于区间佝b)内的每一个确定的X 值,都对应着一个确定的导数,这就构成一个新的函数,我们就称这个函数为原来函数' ';的导函数。
拉格朗日中值定理如果函数'〜'在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那末在(a,b)内至少有一点c,使这个定理的特殊情形,即:-的情形,称为罗尔定理。
描述如下:若在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且"1: ' :「•’」,那末在(a,b)内至少有一点6使v「成立。
大一上学期《高等数学》知识整理-第二章导数与微分第二章导数与微分1.导数的定义。
对于一个在x0的某个邻域内有定义的函数,当自变量x在x0处取得增量Δx时,相应地函数y取得增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0),如果当Δx→x0时Δy/Δx的极限存在,则称函数y=f(x)在x0点可导,并称这个极限为函数y=f(x)在x0处的导数。
通俗地讲,就是描述某个函数在某点增长或下降的瞬时速度,这个“速度”的单位为y每x,即每变化一个单位的x,y变化多少。
与物理学中定义米/秒是一个性质的。
把函数f(x)的导数看做是关于x的函数,即得到函数f(x)的导函数f'(x),简称导数。
(以上的“x0”中的“0”都是x 的下标,下同。
)导数也可以用微分的形式记作dy/dx,这个后面会提及。
2.在导数的定义中,如果Δx从左边趋向x0或从右边趋向x0,那么对应的导数被称为左导数和右导数。
只有f(x)在x0处的左导数和右导数相等,才能称f(x)在x0处可导。
举个例子,绝对值函数y=|x|,其在x=0处的左导数是-1(即x每增大1,y减小1),右导数是1,两者不相等,所以该函数在x=0处不可导。
如图所示。
绝对值函数y=|x|的导数是符号函数y=sgn(x),但是不包含x=0(单独的符号函数y=sgn(x),当x=0时,y=0)。
3.用定义法可以求初等函数的导数,本质上就是求极限。
比如说求y=x²在x=a处的导数,即就是求Δx→0时((a+Δx)²-a²)/Δx的极限。
求得结果为2a了解即可,还不如求导公式来得快。
下图为求该极限的过程,也就是用定义求y=x²的导数的过程。
4.函数的可导性与连续性的关系。
我们有定理:如果函数y=f(x)在点x0处可导,则f(x)在x0处必连续。
但反过来就不一定了。
归纳为一句话:连续不一定可导,可导一定连续。
y=|x|就是一个例子。
该函数在定义域内处处连续但是在x=0时不可导(因为左右极限不一样)。
第二章 一元函数微分学 §2.1 导数与微分甲 内容要点一.导数与微分概念 1.导数的定义设函数()x f y =在点0x 的某邻域内有定义,自变量x 在0x 处有增量x ∆,相应地函数增量()()00x f x x f y -∆+=∆。
如果极限()()xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆0000limlim存在,则称此极限值为函数()x f 在0x 处的导数(也称微商) 记作()0x f ',或0x x y =',0x x dx dy =,()0x x dx x df =等。
并称函数()x f y =在点0x 处可导。
如果上面的极限不存在,则称函数()x f y =在点0x 处不可导。
导数定义的另一等价形式,令x x x ∆+=0,0x x x -=∆, 则()()()0000limx x x f x f x f x x --='→我们也引进单侧导数概念。
右导数:()()()()()x x f x x f x x x f x f x f x x x ∆-∆+=--='++→∆→+000000lim lim 0左导数:()()()()()xx f x x f x x x f x f x f x x x ∆-∆+=--='--→∆→-000000lim lim 0则有()x f 在点0x 处可导()x f ⇔在点0x 处左、右导数皆存在且相等。
2.导数的几何意义与物理意义如果函数()x f y =在点0x 处导数()0x f '存在,则在几何上()0x f '表示曲线()x f y =在点()()00,x f x 处的切线的斜率。
切线方程:()()()000x x x f x f y -'=- 法线方程:()()()0001x x x f x f y -'-=-()()00≠'x f 设物体作直线运动时,路程S 与时间t 的函数关系为()t f S =,如果()0t f '存在,则()0t f '表示物体在时刻0t 时的瞬时速度。