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[数学学习笔记]导数的定义

 

导数的定义:

\Delta xx_0处的一个增量。

\lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{f(x_0+\Delta x) - f(x_0)}{\Delta x} = A

这样,称函数y = f(x)在x_0处可导,极限值A为y =f(x)在x_0处的导数,并记作f'(x_0)y'|_{x-x_0}\frac{dy}{dx}|_{x-x_0}

导数f'(x_0)表示:因变量y在自变量x_0处的变化率。

例1:利用导数的定义求函数y = x^2在x = 3处的导数;

解:f'(3) = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{f(3+\Delta x) - f(3)}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{(3+\Delta x)^2 - 3^2}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{6\Delta x + (\Delta x)^2}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0}(6+\Delta x) = 6

例2:利用导数的定义求函数y = \sin x在x = 0处的导数;

解:f'(0) = \lim_{\Delta x\to 0}\frac{f(0+\Delta x)-f(0)}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{\sin \Delta x}{\Delta x} = 1

导函数的定义:

    如果函数f(x)在开区间(a,b)内可导,那么对于开区间(a,b)内的任意一点x的导数可以构成一个函数,称这个函数是函数f(x)在开区间(a,b)内的导函数,简称为导数,并记为:f'(x)或 y'或 \frac{dy}{dx}或 \frac{df}{dx}.

例3:利用导数的定义求f(x) = x^2的导函数f'(x).

解:f'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{(x+\Delta x)^2-x^2}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{2x\Delta x+(\Delta x)^2}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0} (2x+\Delta x) = 2x

导数的几何意义:

f'(x_0)表示:函数y = f(x)在点P(x_0,y_0)处切线的斜率。

即:\tan \alpha = f'(x_0)

可导与连续性

定理:如果函数y = f(x)在x_0处的导数f'(x_0)存在,那么它必将在x_0处连续。

y = f(x)在x_0处可导\Rightarrow f'_- (x) = f'_+(x)(左导数等于右导数)

 

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