2.1 导数与微分的概念

高等数学A1



周维祺

一些引例

例1: 切线与割线

切线是割线的极限

例2: 飞矢不动

瞬时速度是平均速度的极限

其它例子:密度、瞬时变化率等等

导数的定义

设实函数的某邻域上有定义,若下式的极限存在,则称此极限为处的导数,记作

即曲线处切线的斜率

单侧导数

左导数:

右导数:

导数存在 左右导数都存在且相等

例子

  • 用定义计算的导数,为常数



  • 常函数的导数为

例子

  • 用定义计算的导数,为常数



练习

计算处切线斜率,切线方程、以及法线方程

例子

  • 用定义计算的导数



例子

  • 用定义计算的导数



练习

用定义计算的导数

练习

用定义验证处是否连续、是否可导,说明理由

连续函数不一定可导

可导函数的图像蕴含了一定光滑性

函数可导必定连续

处导数存在, 则在处必定连续

证明主要步骤

  • 将差值之比视作的函数:

  • 即:

  • 显然时,

  • 从而时,

高阶导数

  • 也可导,则称其导数为 的二阶导数
    记作,或,或

  • 一般地,若阶导数存在,则记作,或
    也可以写作

例子:函数的增量

设正方形边长由增加为

面积由增加为

微分的概念

  • 设有,记

  • 可以写成的形式,其中只与有关,则称处可微

  • 此时

  • 因此,令, 称处的微分

containn

即函数在附近的微小变化近似于直线

可导 可微

小结

  • 导数的定义及其物理意义、几何意义

  • 单侧导数, 用定义计算导数

  • 可导与连续的关系及其例子

  • 高阶导数、微分