20210130
导数与微分(一) | 新书到了
导数的概念
- 导数实际上就是变化率(所以高数课本引入的例子一般为变速直线运动的瞬时速度,曲线在这一点的切线的斜率等)
- 导数的定义有几种形式:
- 增量形式
做题的时候根据题目条件选用最合适的导数定义形式即可!
- 左右导数的定义。导数跟这一点有关,又因为
Δx
有正有负,所以这一点导数既跟这一点函数值有关,也跟这一点左右邻域函数值有关 - 定理:函数
f(x)
在点x0
处可导的充分必要条件使它在该点处左导数和右导数都存在且相等。
这个定理常用于分段函数在分界点处是否可导以及求导数值~
- 若
f(x)
在区间(a,b)
内可导,且和 都存在,则称 f(x)
在区间[a,b]
上可导。 - 复习全书基础篇
P32例1
,就是典型的运用上面的定理即分段函数在分界点是否可导的问题,那么具体到题目中就是求x=1
处左右导数,值得注意的是,在运用左右导数定义求左右导数结果的是,求右极限的时候f(1)
的值仍是代入求,而并非代入 x2
中求,因为1
这一点只定义在上。 - 复习全书基础篇
P32例2
,这类题型一般要用定义做。首先根据题目条件选择最合适导数定义形式,很明显题目所给条件f(1+x) = af(x)
,则选择增量形式的导数定义形式,然后利用和 的定义,再根据题目条件进行结果的转换即可。(这道题典型的考导数定义的题目)
微分的概念
dy = AΔx
。微分是什么?实际上dy
就是函数改变量的近似值(即函数的增量的近似值),即dy≈Δy
。再具体讲就是微分是函数改变量的“线性主部”(1.线性函数 2. 主要部分),可以参考高数书P84
的正方形金属薄片膨胀的例子。- 定理:函数
y=f(x)
在点x0
处可微的充分必要条件是:f(x)在点x0
处可导,且有:。
这个定理的伟大意义在于把可微性的判定归结为可导性的判定(把微分的计算归结为导数的计算)
- 复习全书基础篇
P33例3
,得到一个更加一般的结论:如果≠ 0,则 dy
和Δx
为同阶无穷小。(如果这一点导数不为0,微分与自变量改变量为同阶无穷小。)
导数与微分的几何意义
- 导数
在几何上表示曲线 y=f(x)
在点(x0,f(x0))
处的切线的斜率。 - 微分
在几何上表示曲线 y=f(x)
的切线上的增量。
- 复习全书基础篇
P33例4
,搞清楚逻辑关系。先由垂直的这条直线求得切线方程的斜率,再由斜率得到这一点的x,y
坐标,最后列出切线方程即可。
连续、可导、可微之间的关系
- 值得注意的是,可导可微与连续的关系是一样的,因为可导肯定能推出可微,可微肯定能推出可导。
- 上面这个反例用来证明n阶可导推不出n阶导函数存在,对应题目可以有第一章中的例33中的使用洛必达法则的时候注意事项。
f(x)
n阶可导:f(x)
有n阶连续导数:
这道题二阶可导,只能用到2-1
阶,即只能洛必达一次,不能再用第二次了,接下来如果还是0/0
型极限,再用导数的定义即可。
- 复习全书基础篇
P34例5
,分析题目的考点?在某点可导的定义是什么?具体到题目,要运用题目的条件,不难先发现C、D选项,因为可导,可导一定连续,连续极限一定存在且为这一点的函数值,那么题目所给条件即可等价于f(0)=0
接着进行等式的变形即可。这道选择题还可以采用排除法,选择具体的函数进行排除,比如说A选项可举f(x)=|x|
,D选项举f(x)=x
即可。
书到了
李诞的书到了,《候场》献给大家,也献给我自己。