高等数学导数的概念
高等数学导数知识点总结
高等数学导数知识点总结导数是微积分中的重要基础概念。
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f(x0)或df(x0)/dx。
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话，函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中，物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数，一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
若某函数在某一点导数存在，则称其在这一点可导，否则称为不可导。
然而，可导的函数一定连续;不连续的函数一定不可导。
对于可导的函数f(x)，x↦f(x)也是一个函数，称作f(x)的导函数。
寻找已知的函数在某点的导数或其导函数的过程称为求导。
实质上，求导就是一个求极限的过程，导数的四则运算法则也来源于极限的四则运算法则。
反之，已知导函数也可以倒过来求原来的函数，即不定积分。
微积分基本定理说明了求原函数与积分是等价的。
求导和积分是一对互逆的操作，它们都是微积分学中最为基础的概念。
设函数y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义，当自变量x 在x0处有增量Δx，(x0+Δx)也在该邻域内时，相应地函数取得增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0);如果Δy与Δx之比当Δx→0时极限存在，则称函数y=f(x)在点x0处可导，并称这个极限为函数y=f(x)在点x0处的导数记为f(x0)，也记作y│x=x0或dy/dx│x=x0锐角三角函数公式sinα=∠α的对边/斜边cosα=∠α的邻边/斜边tanα=∠α的对边/∠α的邻边cotα=∠α的邻边/∠α的对边“一划、二批、三试、四分”的预习方法一划：就是圈划知识要点，基本概念。
二批：就是把预习时的体会、见解以及自己暂时不能理解的内容，批注在书的空白地方。
高等数学导数
高等数学导数
导数是高等数学中的一个重要概念，意思是表示函数的变化速率的概念，它是高等数学中的一个基本概念。
导数的定义是：当函数y=f（x）的自变量x经过一个微
小的变化时，函数y的变化量与自变量x变化量之比，记作f′（x）或y′，称为函数f（x）在x处的导数，记作d/dx[f （x）], 或f′（x）。
导数的性质可概括为：（1）函数的导数表示函数变化率
的变化，即函数变化速率；（2）函数的导数指示函数在某一
点处的变化状况，如曲线在某点的切线的斜率；（3）函数的
导数可以用来求函数的极值。
导数在微积分中具有重要的意义，它与微积分的基本概念——定积分密切相关，它使微积分中的许多定理更加清晰明了。
如果不考虑导数，微积分中的定理将是模糊的，将难以推导。
因此，导数是高等数学中非常重要的概念。
导数的应用也十分广泛，在物理、化学、经济学等多学科中都有其重要的作用。
它可以用来计算某一物体在受到力的作用时的速度变化，从而求得物体的运动轨迹；它也可以用来计算某一物体在受到力的作用时的加速度变化，从而求得物体的动量；它还可以用来计算某一物体在受到力的作用时的位置变
化，从而求得物体的位置；它在经济学中也可以用来分析某一经济指标的变化趋势。
总之，导数是高等数学中的一个重要概念，它的应用也十分广泛，具有重要的意义。
高等数学(第二版)上册课件：导数概念
右极限都存在且相等，因此有：
定理2.2 函数 f (x) 在点 x0 处可导
左导数 f(x0 )和右
导数 f(x0 ) 都存在且相等 .
例 2.1.4 讨论函数 f (x) x 在 x 0 处的可导性 .
解
lim f (0 h) f (0) lim h 1
h0
h
h h0
lim f (0 h) f (0) lim h 1
y x3 的切线方程.
解
设切点为 x0 , y0 曲线 y x3 在点 x0 , y0
处的切线斜率为 k1, 直线的斜率为 k2 则：
| k1
y
x x0
3x02 ,
k2
1 27
而 k1. k2 1, 得 x0 3 则切点为 3, 27 或 3, 27
切线方程为
27x y 54 0 或 27x y 54 0
从高速到低速，最后速度减为0 . 这个过程每一时刻的汽车
的速度都不相同，如何求某时刻 t0汽车的瞬时速度呢？
设汽车所经过的路程s是时间t的函数：s s t ，
任取接近于 t0 的时刻 t0 t ，则汽车在这段
时间内所经过的路程为
s s(t0 t) s(t0 )
而汽车在这段时间内的平均速度为
当自变量 x 在 x 0 处取得增量 x （点 x0 x 仍在该
邻域内），相应地函数取得增量 y f ( x0 x) f ( x0 )
.
如果 y 与 x 之比当 x 0 时的极限存在，
则称函数 y f ( x) 在点 x 0 处可导，并称这个极限值
即
f
(x0 )
lim
x0
f
解 当 x 由1变到 1 x 时，函数相应的增量为
《高数数学(上)》-导数与微分
解 （1）根据导数定义并运用极限的运算法则
u(x)v(x) lim u(x x)v(x x) u(x)v(x)
x0
x
u(x x)v(x x) u(x)v(x x) u(x)v(x x) u(x)v(x)
定理2.1
函数f (x)在x0 处可导的充要条件是左、右导数都存在
且相等.
7
一、 导数的定义
例 1 若函数f (x)在x=0 处连续，且 lim f (x) 存在， x0 x
证明f (x)在x=0 处可导.
证法一
设 lim f (x) A(A为常数)，则 x0 x
lim f (x) lim x f (x) 0 A 0，
证 若函数y f (x)在x0 处可导，由导数的定义可得
lim
x x0
f (x) f (x0 ) x x0
f (x0 )，所以利用函数极限与无穷小之间的
关系可得
f (x) f (x0 ) x x0
f
( x0
)
，lim x x0
0，即
f (x) f (x0 ) f (x0 )(x x0 ) (x x0 )
x
所以k 1 时，f (x) 在 x 0 处可导. 2
12
本讲内容
01 导数的定义 02 导数的几何意义 03 可导与连续的关系
二、 导数的几何意义
几何意义
若函数 f (x)在x x0 处可导，f (x0 ) 是曲线 y f (x) 在点 (x0 , f (x0 )) 处切线的斜率.
x0
高等数学-导数的概念
0− 时，极限
(0 +)−(0 )
−
存
→0
在，则称此极限值为函数 = ()在0 处的左导数，记为
−′ (0 )
=
(0 +)−(0 )
−
→0
=
()−(0 )
−
.
−
→0
0
16
01 导数的定义
4.左导数和右导数
′ 在点0 处的函数值，即 ′ (0 ) = ′ ()|=0 ．
12
01 导数的定义
例2 求函数() = ( > 0)的导数．
根据导数定义，使用分子有理化得
( + ) − ()
+ −
′
() =
=
→0
→0
注
如果 ′ (0 ) = ∞，曲线 = ()在点(0 , (0 ))处的
切线为垂直于轴的直线 = 0 .
19
02 导数的意义
结论 1 曲线 = ()上点(0 , 0 )处的切线方程为
− 0 = ′ (0 )( − 0 ) .
2 如果 ′ (0 ) ≠ 0，曲线 = ()在点 0 , 0
(0 + ) − (0)
=
→0
→0
=
1
()3
−0
1
2
→0 ()3
O
x
= +∞，
即导数为无穷大（导数不存在）．
26
→0
= ()在
点0 处可导，并称这个极限值为函数 = ()在点0 处的导数，
记作
′ (0 )， ′ |=0 ，
同济大学《高等数学》(第四版)2-1节导数的概念
h 0
2 !
即(xn)nn x 1.
更一般地 (x ) x 1 . ( R )
例如,
(
x)
1
11
x2
2
1. 2x
( x1 )
(1)x11
1 x2
.
例4 求函 f(x) 数 ax(a0 ,a1 )的.导数
解 (ax)lim axhax
h0 h ax limah 1
h0 h axlna.
★ 函 数 f(x )在 点 x 0处 可 导 左 导 数 f (x 0)和 右 导 数 f (x 0)都 存 在 且 相 等 .
★ 如 果 f(x )在 开 区 间 a ,b 内 可 导 ， 且 f (a )及
f (b )都 存 在 ， 就 说 f(x )在 闭 区 间 a ,b 上 可 导 .
2.导函数(瞬时变化率)是函数平均变化率的逼近 函数.
播放
★ 单侧导数
1.左导数:
f ( x 0 ) x lx 0 i 0 f m ( x x ) x f 0 ( x 0 ) l x i 0 f ( m x 0 x x ) f ( x 0 ) ;
2.右导数:
f ( x 0 ) x lx 0 i 0 f m ( x x ) x f 0 ( x 0 ) l x i 0 f ( m x 0 x x ) f ( x 0 ) ;
★
设函f(x 数) ((x x)),,
xx0, xx0
讨论x在 0的点
可导 . 性
若 lim f(x0 x)f(x0)
x 0
x
lx i0m (x0 x x )(x0)f(x0)存,在
若 lim f(x0 x)f(x0)
x 0
x
高等数学导数的概念10分钟试讲
高等数学导数的概念10分钟试讲高等数学导数的概念是一个非常重要的概念，它在微积分中起到了至关重要的作用。
导数是描述函数变化率的一个数值，可以通过导数来计算出函数在某一点的斜率。
在实际生活中，导数可以用于描述物体的位置、速度、加速度等物理现象，还可应用于经济学、工程学等领域。
本次试讲中，我将详细介绍导数的定义、计算以及其应用。
首先，让我们来讨论导数的定义。
在数学中，设函数y=f(x)在点x=a处可导，那么函数在点x=a处的导数定义为：f'(a) = lim (h→0) [f(a+h) - f(a)] / h其中，lim代表极限。
这个公式反映了函数在点x=a处的变化率。
我们将点a沿着x轴进行微小的位移h，那么随着h趋近于0，我们得到函数值的变化量除以位移h就可以得到函数在该点的斜率，即导数。
接下来，让我们来探讨导数的计算方法。
常见的导数计算方法有代数法、几何法以及基本函数的导数公式。
首先是代数法。
对于一般函数f(x)，我们可以利用代数法对其求导。
这种方法常用于多项式函数、有理函数、根式函数等一般函数。
直接根据导数的定义，使用极限运算和基本函数的导数公式进行计算。
接下来是几何法。
几何法的基本思想是通过绘制函数的图像，利用直观的几何概念来计算导数。
通过观察图像，我们可以直接判断某一点的斜率，进而得到导数的值。
几何法常用于对于曲线的切线斜率的求导。
最后是基本函数的导数公式。
在高等数学中，有一些基本函数的导数公式是非常重要且常用的。
例如，对于多项式函数f(x) = x^n，其中n为常数，它的导数规律是f'(x) = n * x^(n-1)。
类似地，指数函数、对数函数、三角函数等基本函数都有各自的导数公式，掌握这些公式可以大大简化导数的计算过程。
当我们掌握了导数的定义和计算方法后，就可以将导数运用到实际问题中。
导数在实际问题中的应用非常广泛。
例如，导数可以用来描述运动物体的速度和加速度，它可以帮助我们理解和预测物体在各种运动情况下的行为。
大一高等数学导数知识点
大一高等数学导数知识点一、导数的定义及性质1.定义：设函数f(x)在点x0的一些邻域内有定义，若极限lim（h→0）[f(x0+h)-f(x0)]/h存在，称该极限为函数f(x)在点x0处的导数，记作f'(x0)或df(x0)/dx。
2.函数在一点处的导数表示函数在该点的变化速率，若导数大，则说明函数变化快；若导数小，则说明函数变化慢。
3.导数的几何意义：函数f(x)在点x0处的导数等于其曲线在该点的切线斜率。
4.导数的性质：（1）可加性：(f+g)'(x)=f'(x)+g'(x)（2）可乘性：(f·g)'(x)=f'(x)·g(x)+f(x)·g'(x)（3）常值函数的导数为0：(C)'=0（4）乘方函数的导数：(x^n)' = nx^(n-1)（5）指数函数的导数：(a^x)' = a^x·ln(a)（6）对数函数的导数：(ln(x))' = 1/x（7）三角函数的导数：（i）(sin(x))' = cos(x)（ii）(cos(x))' = -sin(x)（iii）(tan(x))' = sec^2(x)（iv）(cot(x))' = -csc^2(x)（8）反三角函数的导数：（i）(arcsin(x))' = 1/√(1-x^2)（ii）(arccos(x))' = -1/√(1-x^2)（iii）(arctan(x))' = 1/(1+x^2)二、导数的计算法则1.基本计算法则：（1）常数的导数为0（2）幂函数求导：(x^n)' = nx^(n-1)（3）指数函数求导：(a^x)' = a^x·ln(a)（4）对数函数求导：(ln(x))' = 1/x（5）三角函数和反三角函数的导数2.复合函数求导法则：设y=f(g(x))，则y'=f'(g(x))·g'(x)3.乘积法则：(f·g)'=f'·g+f·g'4.商积法则：(f/g)'=(f'·g-f·g')/g^25. 链式法则：若y=f(u)，u=g(x)，则dy/dx = dy/du·du/dx = f'(u)·g'(x)三、导数的应用1.切线方程：设函数f(x)在点x0处可导，其切线方程为y=f(x0)+f'(x0)(x-x0)2.泰勒展开：对于具有n阶导数的函数f(x)，其泰勒展开式为：f(x)=f(x0)+f'(x0)(x-x0)+f''(x0)(x-x0)^2/2!+…+f^n(x0)(x-x0)^n/n!+Rn(x)其中Rn(x)为拉格朗日余项，满足，Rn(x)，<=M，x-x0，^(n+1)，其中M为常数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
h0
h
h0 h0
例6. 设
存在, 求极限 lim f (x0 h) f (x0 h).
h0
2h
是否可按下述方法作:
解: 令原式t x0hlim0h,则
f (x0 )
f ((xx00)hf)(x0f (xh0))
2(2hh)
原式
1 2
f
(x0 )
1 2
f (x0 )
f
(x0 )
机动 目录 上页 下页 返回 结束
f 0 1.
内容小结
1. 导数的实质: 增量比的极限;
2. f (x0 ) a
f(x0 ) f(x0 ) a
3. 导数的几何意义: 切线的斜率;
4. 可导必连续, 但连续不一定可导;
5. 已学求导公式 :
(C) 0;
(ln x) 1
(cosx) sin x;
x
不连续, 一定不可导. 6. 判断可导性 直接用导数定义;
f
(0)
lim
x 0
sin x
x
0
0
1
ax 0
f
(0)
lim
x 0
x0
a
故 a 1 时
此时
在
都存在,
机动 目录 上页 下页 返回 结束
作业
P49 5 , 7, 9
第二节 目录 上页 下页 返回 结束
备用题
1. 设
存在, 且
求
解: 因为
1 f (1 (x)) f (1)
lim
2 x0
(x)
所以
机动 目录 上页 下页 返回 结束
2. 设 在
在
处连续, 且
处可导.
证：因为
存在，则有
又在 所以 即
处连续, 故
lim f (x) f (0)
x0
x
在
处可导.
存在，证明:
机动 目录 上页 下页 返回 结束
看左右导数是否存在且相等.
机动 目录 上页 下页 返回 结束
思考与练习
1. 函数 在某点 处的导数 有什么区别与联系 ?
与导函数
区别: f (x) 是函数 , f (x0 ) 是数值;
联系: f (x) xx0 f (x0 )
？ 注意: f (x0) [ f (x0) ]
机动 目录 上页 下页 返回 结束
x0
x
lim f x0 2x f x0 lim f x0 x f x0
x0
x
x0
x
2 lim f x0 2x f x0 lim f x0 x f x0
x0
2 x
x0
x
2 f x0 f x0 f x0
1
A=-
.
f x0
说明：
对一般幂函数 y x ( 为常数)
( x ) x1
（以后将证明）
例如，(
1
x ) (x 2 )
1 2
x
1 2
1 2x
1
x
(x1)
x11
1 x2
(
1
3
) (x 4 )
3
7
x4
xx
4
机动 目录 上页 下页 返回 结束
例3. 求函数
的导数.
解:
则
lim f (x h) f (x) lim sin( x h) sin x
第二章
导数思想最早由法国
导数与微分 数学家 Ferma 在研究 极值问题中提出.
微积分学的创始人: 英国数学家 Newton 德国数学家 Leibniz
导数 微分学 微分
描述函数变化快慢 描述函数变化程度
都是描述物质运动的工具 (从微观上研究函数)
第一节
第二章
导数的概念
一、引例 二、导数的定义 三、导数的几何意义 四、函数的可导性与连续性的关系 五、单侧导数
lim
f
x
f
0
lim
xk
sin
1 x
lim xk1 sin
1 存在，
x0 x 0
x0 x 0 x0
x
当且仅当lim xk1存在，k 1 0, k 1. x0
习题2.1 题7，题8
f
x
x2,
x 1
ax b, x 1.
f x 在x 1连续，
f 1_ f 1 f 1 , 得f 1 lim x2 1,
h0
h
h0
h
lim 2cos( x h)
h0
2
lim cos( x h)
h0
2
cos x
即
(sin x) cos x
类似可证得 (cos x) sin x
机动 目录 上页 下页 返回 结束
例4. 求函数
的导数.
解:
lim f (x h) f (x) lim ln(x h) ln x
练习：习题2.1 题1
1 4 : lim x0
f
x
x0 2x
f
x0 x
A,
得 lim f x0 2x f x0 x 1 ,
x0
x
A
lim f x0 2x f x0 x
x0
x
= lim f x0 2x f x0 f x0 x f x0
若 lim y , 也称 x0 x
在 的导数为无穷大 .
若函数在开区间 I 内每点都可导, 就称函数在 I 内可导.
此时导数值构成的新函数称为导函数.
记作: y ; f (x) ; dy ; d f (x) . dx dx
注意:
f (x0 )
f (x) xx0
d f (x0 ) dx
机动 目录 上页 下页 返回 结束
曲线 C : y f (x) 在 M 点处的切线斜率
y y f (x) N
f (x0)
说明: 在经济学中, 边际成本率,
CM
o x0
T
xx
边际劳动生产率和边际税率等从数学角度看就是导数.
机动 目录 上页 下页 返回 结束
y f (x) f (x0 ) x x x0
若上述极限不存在 , 就说函数 在点 x0不可导.
机动 目录 上页 下页 返回 结束
例7. 问曲线
哪一点有垂直切线 ? 哪一点处
的切线与直线
平行 ? 写出其切线方程.
解:
1
x
2 3
3
y x0 ,
故在原点 (0 , 0) 有垂直切线
令
1 33
1 x2
1, 3
得
x 1,
对应 y 1 ,
则在点(1,1) , (–1,–1) 处与直线
1
平行的切线方程分别为
三、 导数的几何意义
y y f (x)
曲线
若 若 若
在点
tan f (x0 )
曲线过
曲线过
的切线斜率为
CM
上升; 下降;
o x0
y
切线与 x 轴平行, 称为驻点;
T
x
(x0 , y0 )
若
切线与 x 轴垂直 .
o y
x0 x
曲线在点
处的
切线方程:
o
x0
x
法线方程:
( f (x0 ) 0 )
t
机动 目录 上页 下页 返回 结束
2. 曲线的切线斜率
y
曲线
在 M 点处的切线
割线 M N 的极限位置 M T
(当
时)
切线 MT 的斜率
o
y f (x)
N
CM
T
x0 x x
lim tan
割线 M N 的斜率 tan
f (x) f (x0 ) x x0
k
lim
x x0
f (x) f (x0 ) x x0
率 问
电流强度 是电量增量与时间增量之比的极限 题
机动 目录 上页 下页 返回 结束
二、导数的定义
定义1 . 设函数
在点 的某邻域内有定义 ,
若
lim f (x) f (x0 ) lim y
xx0 x x0
x0 x
y f (x) f (x0 ) x x x0
存在, 则称函数
在点 处可导, 并称此极限为
在点 的导数. 记作:
y xx0 ;
f (x0 ) ;
dy dx
x
x0
;
d f (x) dx x x0
即
y
x x0
f (x0 )
lim y x0 x
机动 目录 上页 下页 返回 结束
运动质点的位置函数 s f (t) 在 t0 时刻的瞬时速度
f (t0 )
o t0
f (t) s
t
f (t0 )
例1. 求函数
(C 为常数) 的导数.
解: y lim f (x x) f (x)
x0
x
即
例2. 求函数
解:
lim f (x) f (a) lim xn an
xa x a
xa x a
lim ( xn1 a xn2 a2 xn3 an1)
xa
机动 目录 上页 下页 返回 结束
2. 设
存在 , 则
lim
h0f( Fra bibliotek0h) h
f
(x0 )
___f_(_x_0_)_ .
3. 已知
则
k0
4. 若 可导?
解: 由题设
时, 恒有
问 是否在
故在 可导, 且
由夹逼准则
机动 目录 上页 下页 返回 结束