高等数学 导数

一、概念

1、定义

当函数y=f(x)的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a即为在x0处的导数,记作 dy/dx 或者 f’(x0)。

例如平均速度与瞬时速度:

2、切线

在曲线 a、b两点连接形成直线(割线),当b逐渐靠近a时,直线愈发贴近曲线,此割线变成a点位置曲线的切线。

3、导数

切线形成时,若产生极限 a 存在,则 a 便称为 函数在 切线点的 导数。

左导数:b点居于a点左边,靠近a点时,极限存在,则为左导数

右导数:b点居于a点右边,靠近a点时,极限存在,则为右导数

左右导数存在且相等时,称函数在该点可导,否则不可导。

4、法线

定义:与切线垂直,若切线斜率为 f'(a) ,那么法线斜率为 -1/f'(a)。

5、可导与连续

从定义而言,函数连续是左右连续存在且值相等,而可导则是左右导数存在且相等。

定义域的影响:若某点不存在于定义域内,则该点为为不连续点也不可导

曲线的转折点:若某点为顶点或底点,该点还是存在了连续性,但不存在可导行

综合而言,可导比连续更为严格,可导一定存在连续,连续不一定可导(y=|x|)。

二、求导公式

1、常数

常数的导数为0

2、常数倍数

若f(x) = c x ,可直接化成 c f'(x)

3、幂函数

x的n次方进行导数为 n*(x的n-1次方)

4、和差规则

可将需要导数部分拆分成两个函数,变成两个函数导数后相加减 :

5、乘积规则

将乘的两个部分进行拆分求导,分别是 导数1*本体2 + 本体1*导数2 :

6、商规则

被除数部分拆分为 (被除数导数1*除数-除数导数*被除数)/除数的平方:

7、链式法则

适用于 复合函数 ,外部导数(内部作为一个整体求导)*内部导数 :

8、常见求导公式

三、高阶导数

一阶导数记作 f'(x),二阶导数为 f''(x),二阶导数是对一阶导数的求导。

四、隐函数

隐函数求导的基本步骤

对方程两边求导:假设有一个隐式方程 F(x,y)=0,我们对方程两边分别对 x 求导。

使用链式法则:在求导过程中,如果遇到 y 的函数,需要使用链式法则,将 y 视为 x 的函数。

通过求导得到的方程,解出 dy/dx。


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