导数与微分

一. 导数定义

若是极限\lim_{x\to0} \frac{△y}{△x} =  \lim_{x\to0} \frac{f(x_{0} + △x ) - f(x_{0} )}{△x} 存在,则称函数y = f(x)在点x_{0} 处可倒

k值直线用一般函数关系就可以求出来, 曲线才需要求导,并称次极限为函数y = f(x)在点x_{0} 处的导数。


二. 常用的导数定义形式

定义

f ^,(x_{0} ) = \lim_{x\to0} \frac{f(x) - f(x_{0} )}{x- x_{0} } 或者f ^,(x_{0} ) = \lim_{x\to0} \frac{f(x) + f(△x )}{△x }


单侧导数

左导:f_{-}^, (x_{0} ) =\lim_{x\to x_{0}^-  }  \frac{f(x) - f(x_{0} )}{x- x_{0}} \Rightarrow \lim_{x\to 0^- } \frac{f(x_{0} + △x) -  f(x_{0} )}{△x}

右导:1^∞ f_{-}^, (x_{0} ) =\lim_{x\to x_{0}^+ }  \frac{f(x) - f(x_{0} )}{x- x_{0}} \Rightarrow \lim_{x\to 0^+ } \frac{f(x_{0} + △x) -  f(x_{0} )}{△x}

必要条件:左导 =  右导

例子1:

思路:注意关键字" 左导 "根据公式f ^,(x_{0} ) = \lim_{x\to0} \frac{f(x) - f(x_{0} )}{x- x_{0} },最后代入数据,需要用到1^∞关系求出结果。

例子2

函数在某点处可导的充分必要条件:f^,(x_{0} ) = A \Leftrightarrow   f_{-}^,(x_{0} ) = f_{+}^,(x_{0}) = A

分析:根据公式f ^,(x_{0} ) = \lim_{x\to0} \frac{f(x) - f(x_{0} )}{x- x_{0} }代入数据,得结果。c选项,画图可以看出左右两边的斜率一定是不相等,所以就是不可导的。



三. 导数定义式极限

快速解法技巧:

问题来了怎么求R值?很简单:只要去f最后得出的数即是了

例一

解析:按照快速解法的技巧:\lim_{} y△ = Rf^,(x_{0} ) \Rightarrow R = \frac{3△x}{2△x} = \frac{3}{2}\Rightarrow 即 \lim_{} y△ = Rf^,(x_{0} ) = \frac{3}{2}* 1 = \frac{3}{2}

例二

解析:也是同样的道理按照快速解法的技巧:

例三

解析:老办法快速解法技巧:\lim_{} y△ = Rf^,(x_{0} )\Rightarrow R = \frac{3△x}{△x} = 3 \Rightarrow  \lim_{} y△ = Rf^,(x_{0} ) = 6\Rightarrow  f^, (x_{0} ) = 2

四. 可导与联系

1. 连续:不间断的, 可导:光滑的

重要式子,转折点(连续不可导)

| x | ,            x = 0

| x - 1 | ,       x = 1

| x+ 1 | ,        x = -1

2. 可导与连续的关系:可导\Rightarrow 连续

注:(1)充分条件:顺箭头推

       (2)必要条件:逆箭头推

       (3)原命题成立,逆否命题也成立。


五. 导数公式与运算

1. 导数的基本公式

2. 复合函数(从外到里)

特殊例子:

y = \sin x ^2\Leftrightarrow y  = sim^2 x  = (\sin x )^2


导数的的几种形式:

f^,(x) \Leftrightarrow y^,\Leftrightarrow  \frac{dy}{dx}

六. 隐函数求导

1. 隐函数:y = y(x)由方程F(x,y)= 0所确定,求 \frac{dy}{dx} . 如: x + e^yx -1 = 0

2. 方法:隐函数求导公式 \frac{dy}{dx}  = -\frac{F_{x} }{F_{y}} (注: \frac{dx}{dy}  = -\frac{F_{y} }{F_{x}} ),(F_{x} :实际上就是F对x的偏导,同理F_{y} ),(偏导:就是只对x求导,或者只对y求导)

例题

例一

解析:一看就可以确定,我们可以拿 \frac{dy}{dx}  = -\frac{F_{x} }{F_{y}} 进行偏导计算。

解:

因为, \frac{dy}{dx}  = -\frac{F_{x} }{F_{y}}

所以,令 F(x, y ) = x + y + xy  -1

得,F_{x} = 1+y;F_{y}= 1+x

所以有,-\frac{F_{x} }{F_{y}}  = \frac{1+y}{1+x} = \frac{d_{y}}{d_{x}}

例二

解析:同样道理,我们可以通过 \frac{dy}{dx}  = -\frac{F_{x} }{F_{y}} 进行偏导计算。因为他已经把x值告诉你了。所以,我们,我们把它打入原式就可以得出y值,最后代入,得出结果。(省略步骤。。。。。。)



七. 参数方程求导

1. 参数方程



例一

思路: 按照公式\frac{dy}{dx}  = \frac{y’(t)}{x’(t)} 。分别对y, x进行偏导。然后在进行化简,代数,得出结果。记住当中有一个化简,需要把正切幻化成余弦来,计算方便。


例二


八. 对数函数求导

1. 单边取对数

例子



2. 双边取对数

例一

y =  \sqrt{\frac{(x-1)(x-2)}{(x-3)(x-4)}} 的导数

解法: 像这种连乘连除的,应该使用双边取对数的方式。

所以y’ = \sqrt{\frac{(x-1)(x-2)}{(x-3)(x-4)}} * \frac{1}{2}( [\frac{1}{x-1}+ \frac{1}{x-2} - \frac{1}{x-3} - \frac{1}{x-4} ]



10. 求高阶导

所求阶数不熟太高的话,连续求导即可

解法思路:

如此可见,他们相差两个阶位,所以只要,求两次导就可以了


例题2

解法一:

排除BC不要问为什么,凭直觉,然后把n = 1带进f(x)的导数函数去,得出前面系数,是为1。所以在AC只有A前面系数才为1。


解法二:

本章节的核心是什么?就是求高阶数时,需要找规律的结果,所以必须把前几个阶导求出来,看他们规律。

常见的高阶导


例子1


套公式可得


例2


解法:求导第3阶,x^3 + 5x^2 就已经变为0了,剩下的那个,根据上面的公式可以得出最后的结果是:2^10*e^2x


例3


解题思路:我们可以看出原函数,去括号,最后的x的最高阶数也是4次。而要求最后求导也是4阶。所以呢 ,只有一个数x^4是有效的,其他都会变为0.所以最终结果为:4!


11. 求切线方程和法线方程(这小节过于简单,不展开讲)

应用的是点斜式(y - y0) = k(x - x0)


例子


解法:求法线,需得切线,求切线,因为这是一个参数方程,所以有\frac{dy}{dx} = \frac{f’(y) }{f’(x) } .最后化简方发现,分子为0,如此可以可知切线就是一条水平的直线,那么法线就是一条竖直的直线。所以在曲线中x = \cos t中有法线t = \frac{π}{4} 的值,所以最后可以求出x出来。


十二. 微分

定义微分的定义

注:

dy: y的微分;

dx:x的微分

公式


©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,445评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,889评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,047评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,760评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,745评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,638评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,011评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,669评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,923评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,655评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,740评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,406评论 4 320
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,995评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,961评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,023评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,483评论 2 342