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3.4.2 微分与导数的关系在线视频

下一节:3.4.3 微分的几何意义

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3.4.2 微分与导数的关系课程教案、知识点、字幕

同学们好

下面我们来学习第十七讲

微分与导数的关系

我们先回顾一下函数在某点可微分的定义

函数y=f(x)在某区间有定义

x₀及x₀+△x在该区间内

当△x→0时

△y等于终值减初值

计算为A·△x ﹢o(△x )

其中A是仅依赖于x₀而与△x无关的常数

第二项的o(△x )

是比△x高阶无穷小量

dy是函数在该点处的微分

我们定义为

A·△x

那么其中A代表什么呢

而且函数在某点可微与函数在该点数可导

又有什么关系呢

下面我们来讨论一下

定理

函数f(x)在点x₀可微的充分必要条件是

f(x)在点x₀处可导

并且A=f'(x₀)

我们来证明一下

充分必要条件先证必要条件

假设f(x)在点x₀处可微

由可微的定义及

△y=A·△x+o(△x)

所以我们有△y/△x

等于A+o(△x)/△x

式子两边取极限

当△x→0的时候

右边就等于A加上△x→0

△x分之△x的高阶无穷小

有无穷小的概念可得

当△x→0的时候

△y/△x→A

即函数y=f(x)在该点处可导

并且A=f'(x₀)

由此可以推出如果函数f(x)在x₀处可微

可以得出A等于函数在该点处的一阶导数值

下面我们在来看充分条件

假设函数在f(x)在x₀处可导

由函数可导定义可得

当△x→0的时候

△y/△x→f'(x₀)

由极限的性质 所以就有

当△x→0的时候

(△y-f'(x₀)△x)/△x→0

由分式本身的特点所以就有

分子△y-f'(x₀)△x=o(△x)

好 所以就有△y=f'(x₀)△x+o(△x)

也就是说A△x+o(△x))

所以函数f(x)在点x₀处可微

总结一下

函数f(x)在点x₀处可微

它的充分必要条件

函数f(x)在该点处x₀是可导的

并且A=f'(x₀)

由定理 因为函数f(x)在点x₀可微

并且f'(x₀)=A

因此

函数y=f(x)在任意点x₀的微分

可以记成函数在x₀的微分等于f'(x₀)△x

函数y=f(x)在任意点x的微分

称为函数的微分

记成dy或df(x)

函数在任意一点的导函数可以写成f'(x)

所以函数在任意一点的微分也就是函数的微分

dy可以表示成f'(x)△x

由定理可以知道可微等价于可导

由此函数的微分不仅是一个概念 也是一种计算

从微分的形式d y =f'(x)△x来看

微分计算本质上是导数计算

因此只要求出给定函数在指定点处的导数

就可以写出函数在该点的微分

即要写出函数的微分

只需要求出函数的导函数

就可以写出函数的微分

例1

研究函数 y = f( x )= x 在任一点 x 处的微分

按定义计算 函数 y = f( x )在任意点x的微分为

d y= f'(x)△ x

当 f(x)=x时 f'(x)=1

所以dy=dx=1·△ x= △ x

约定 d x = △x ≠0时

函数的微分d y = f'(x)dx

由此可以推出

d y / dx= f'(x)

也就是函数与自变量的微分之商

等于函数的导函数

该导数记号可理解为

函数微分 d y 与自变量的微分的商

故导数又称之为微商

由此也可以推出可微一定可导 可导一定可微

例2

求函数y=sinx 在点x=0 和x=π/2 的微分

根据前面要求函数在某一点的微分

只需求出函数的微分

然后代入该点的导数值就可以了

因为dy=(sinx)'dx

也就是cosxdx

所以函数在x=0的微分等于(cos0)dx

因为(cos0)= 1

所以函数在x =0处的微分等于dx

因为cosπ/2是0

所以说它在π/2的微分是等于0

下面再来看

求函数y=x³ 当 x=2

△x=0.02时的微分

因为

函数的微分等于函数的导函数乘自变量x的微分

此时自变量x微分

dx=△x

因此

dy=(x)³'·dx

等于3x²·dx

当x=2 △x=0.02 的时候 代入进去

可以计算出函数在该点处的微分为0.24

总结一下函数可微和可导是等价的

函数y=f(x)的微分dy=f '(x)dx

函数y=f(x)的微分dy=f'(x)dx

也就是可微和可导等价

本小节主要讲授的是微分的概念

以及微分的计算

本小节结束 谢谢

以及微分的有关计算

本小节结束

谢谢

微积分I课程列表:

导言 课程介绍

-微积分简要介绍

第一章 函数

-1.1 预备知识

--1.1.1 实数简介

--1.1.2本节作业

-1.2 函数的概念

--1.2.1 函数的概念

--1.2.2 本节作业

-1.3 函数的基本特性

--1.3.1 函数的几个特性

--1.3.2 本节作业

-1.4 反函数与复合函数

--1.4.1 反函数与复合函数

--1.4.2 本节作业

-1.5 基本初等函数与初等函数

--1.5.1 基本初等函数与初等函数

--1.5.2 本节作业

-1.6 经济学中几个常见的函数

--1.6.1 经济学中常见的几个函数

--1.6.2 本节作业

-第一章单元练习

--习题训练

--数学实验一 函数图形

第二章 极限与连续

-2.1 数列的极限

--2.1.1 数列极限的描述性定义

--2.1.2 数列极限的分析定义

--2.1.3 本节作业

-2.2 函数的极限

--2.2.1 函数在无穷远处的极限定义

--2.2.2 函数在一点处的极限定义

--课堂思考

--2.2.3 函数在一点处的单侧极限定义

--2.2.4 本节作业

-2.3 无穷小量与无穷大量

--2.3.1 无穷小量的定义及其性质

--2.3.2 无穷小量阶的比较

--课堂思考

--2.3.3 无穷大量的定义

--2.3.4 本节作业

-2.4 极限的性质

--2.4.1 极限的几个性质

--2.4.2 极限的四则运算法则

--课堂思考

--2.4.3 极限的四则运算法则的应用

--2.4.4 本节作业

-2.5 两个重要极限

--2.5.1 极限存在的两个准则(单调有界及两边夹)

--2.5.2 第一重要极限

--2.5.3 第一重要极限应用

--课堂思考(一)

--2.5.4 第二重要极限

--2.5.5 第二重要极限应用

--2.5.6 连续复利模型介绍

--课堂思考(二)

--2.5.7 常见等价无穷小量

--2.5.8 等价无穷小量的代换求极限

--2.5.9 本节作业

-2.6 函数的连续性

--2.6.1 函数连续的定义

--2.6.2 第一类间断点

--2.6.3 第二类间断点

--课堂思考

--2.6.4 连续函数的四则运算与复合运算性质及应用

--2.6.5 最值定理及介值定理

--2.6.6 本节作业

-第二章单元练习

--习题训练

--数学实验二 求极限

第三章 导数与微分

-3.1 导数的概念

--3.1.1 导数定义的引例

--3.1.2 导数的定义

--3.1.3 导数的几何意义

--课堂思考(一)

--3.1.4 可导与连续的关系

--3.1.5 利用定义求函数的导数

--3.1.6 分段函数的导数

--课堂思考(二)

--3.1.7 本节作业

-3.2 求导法则

--3.2.1 导数的四则运算(1)

--3.2.2 导数的四则运算(2)

--课堂思考(一)

--3.2.3 反函数的导数

--3.2.4 复合函数的求导法则

--3.2.5 复合函数的求导示例

--课堂思考(二)

--3.2.6 隐函数的导数

--3.2.7 对数求导法

--课堂思考(三)

--3.2.8 本节作业

-3.3 高阶导数

--3.3.1 高阶导数

--3.3.2 几个常见函数高阶导数

--3.3.3 本节作业

-3.4 函数的微分

--3.4.1 微分的定义

--3.4.2 微分与导数的关系

--3.4.3 微分的几何意义

--课堂思考(一)

--3.4.4 微分的四则运算

--3.4.5 微分的复合运算规则

--3.4.6 微分的复合运算规则的应用

--课堂思考(二)

--3.4.7 微分的应用近似计算

--3.4.8本节作业

-3.5 导数与微分的简单应用

--3.5.1 边际分析

--3.5.2 弹性分析

--3.5.3 经济学中常见的几个弹性

--3.5.4本节作业

-第三章单元练习

--习题训练

--数学实验三 求导数

第四章 中值定理与导数的应用

-4.1 中值定理

--4.1.1 费马引理

--4.1.2 罗尔中值定理

--4.1.3 罗尔中值定理的应用

--课堂思考(一)

--4.1.4 拉格朗日中值定理

--4.1.5 拉格朗日中值定理的应用

--4.1.6 柯西中值定理

--课堂思考(二)

--4.1.7 本节作业

-4.2 洛必达法则

--4.2.1 洛必达法则--0/0型

--4.2.2 洛必达法则--∞/∞型

--课堂思考

--4.2.3 洛必达法则--其他型

--4.2.4 本节作业

-4.3 函数的单调性与极值

--4.3.1 函数的单调性判定

--4.3.2 函数的单调性应用

--课堂思考(一)

--4.3.3 函数的极值--第一判定法

--4.3.4 函数的极值--第二判定法

--课堂思考(二)

--4.3.5 本节作业

-4.4 函数的最值及应用

--4.4.1 连续函数最值求法

--4.4.2 最值的应用

--4.4.3 本节作业

-4.5 函数曲线的凹凸性与拐点

--4.5.1 函数的曲线的凹凸性的定义

--4.5.2 函数的曲线的凹凸性的判定

--课堂思考

--4.5.3 拐点的定义及其求法

--4.5.4 本节作业

-4.6 函数的微分法作图

--4.6.1 函数曲线的水平渐近线

--4.6.2 函数曲线的竖直渐近线

--4.6.3 函数曲线的斜渐近线

--课堂思考

--4.6.4 微分法作图

--4.6.5 本节作业

-第四章单元练习

--习题训练

--数学实验四 求函数最值

第五章 不定积分

-5.1 不定积分的概念与性质

--5.1.1 原函数的概念

--5.1.2 不定积分的概念及性质

--5.1.3 基本初等函数的积分公式

--5.1.4 本节作业

-5.2 换元积分法

--5.2.1 第一换元积分法(一)

--5.2.2 第一换元积分法(二)

--课堂思考(一)

--5.2.3 第二换元积分法(一)

--5.2.4 第二换元积分法(二)

--课堂思考(二)

--5.2.5 本节作业

-5.3 分部积分法

--5.3.1 分部积分法

--课堂思考

--5.3.2 本节作业

-5.4 有理函数的积分

--5.4.1 真分式的分解

--5.4.2 最简分式的积分

--5.4.3 本节作业

-第五章单元练习

--习题训练

--数学实验五 求不定积分

拓展阅读

-1 函数建模应用

-2 极限建模应用

-3 导数建模应用

-4 函数极值建模应用

-5 不定积分建模应用

3.4.2 微分与导数的关系笔记与讨论

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