微分的定义和介绍
admin
2024-02-29 15:11:53
0

微分的定义

设函数f(x)f(x)f(x)在x0x_0x0​的某个邻域内有定义,若函数增量Δy=f(x0+Δx)−f(x0)\Delta y=f(x_0+\Delta x)-f(x_0)Δy=f(x0​+Δx)−f(x0​)可表示为Δy=aΔx+o(Δx)\Delta y=a\Delta x+o(\Delta x)Δy=aΔx+o(Δx),其中aaa为不依赖于Δx\Delta xΔx的常数,则称y=f(x)y=f(x)y=f(x)在x0x_0x0​处可微,其中aΔxa\Delta xaΔx叫做函数y=f(x)y=f(x)y=f(x)在点x0x_0x0​相应于自变量Δx\Delta xΔx的微分,记作dydydy,即dy=aΔxdy=a\Delta xdy=aΔx.

导数和微分的关系

  • a=f′(x),Δx=dx,dy=f′(x)dxa=f'(x),\Delta x=dx,dy=f'(x)dxa=f′(x),Δx=dx,dy=f′(x)dx
  • f′(x)=dydxf'(x)=\dfrac{dy}{dx}f′(x)=dxdy​
  • 可导是可微的充要条件

可导是可微的充要条件的证明

充分性
\qquad设f(x)f(x)f(x)在x0x_0x0​处可导,则下面极限存在:
lim⁡Δx→0f(x0+Δx)−f(x0)Δx=f′(x0)\lim\limits_{\Delta x\rightarrow0}\dfrac{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}=f'(x_0)Δx→0lim​Δxf(x0​+Δx)−f(x0​)​=f′(x0​)

\qquad即
lim⁡Δx→0f(x0+Δx)−f(x0)−f′(x0)ΔxΔx=0\lim\limits_{\Delta x\rightarrow0}\dfrac{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)-f'(x_0)\Delta x}{\Delta x}=0Δx→0lim​Δxf(x0​+Δx)−f(x0​)−f′(x0​)Δx​=0

\qquad所以,当Δx→0\Delta x\rightarrow0Δx→0时,
Δf(x0)=f′(x0)Δx+o(Δx)\Delta f(x_0)=f'(x_0)\Delta x+o(\Delta x)Δf(x0​)=f′(x0​)Δx+o(Δx)

\qquad由此可得f(x)f(x)f(x)在x0x_0x0​处可微,并且df(x0)=f′(x0)dxdf(x_0)=f'(x_0)dxdf(x0​)=f′(x0​)dx.

必要性
\qquad设f(x)f(x)f(x)在x0x_0x0​处可微,则∃a∈R\exist a\in R∃a∈R,使得当Δx→0\Delta x\rightarrow0Δx→0时,
Δf(x0)=aΔx+o(Δx)\Delta f(x_0)=a\Delta x+o(\Delta x)Δf(x0​)=aΔx+o(Δx)
lim⁡Δx→0ΔyΔx=lim⁡Δx→0f(x0+Δx)−f(x)Δx=lim⁡Δx→0aΔx+o(Δx)Δx=a\lim\limits_{\Delta x\rightarrow0}\dfrac{\Delta y}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x\rightarrow0}\dfrac{f(x_0+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x\rightarrow0}\dfrac{a\Delta x+o(\Delta x)}{\Delta x}=aΔx→0lim​ΔxΔy​=Δx→0lim​Δxf(x0​+Δx)−f(x)​=Δx→0lim​ΔxaΔx+o(Δx)​=a

\qquad即f(x)f(x)f(x)在x0x_0x0​处可导,并且f′(x0)=af'(x_0)=af′(x0​)=a


例1

设函数f(x)=x3−xf(x)=x^3-xf(x)=x3−x,当x=2,Δx=0.01x=2,\Delta x=0.01x=2,Δx=0.01时,函数yyy的微分dydydy是‾\underline{\qquad}​.

解:
f′(x)=(3x2−1)∣x=2=11\qquad f'(x)=(3x^2-1)|_{x=2}=11f′(x)=(3x2−1)∣x=2​=11

dy=f′(x)Δx=11×0.01=0.11\qquad dy=f'(x)\Delta x=11\times 0.01=0.11dy=f′(x)Δx=11×0.01=0.11


例2

设函数y=f(x)y=f(x)y=f(x)在x0x_0x0​处可微,自变量在x0x_0x0​处有改变量Δx=0.2\Delta x=0.2Δx=0.2,相应的函数该变量Δy\Delta yΔy的线性主部等于0.80.80.8,则f′(x0)=‾f'(x_0)=\underline{\qquad}f′(x0​)=​.

解:
Δy=aΔx+o(Δx)\qquad \Delta y=a\Delta x+o(\Delta x)Δy=aΔx+o(Δx)

\qquad线性主部为dy=aΔx=0.8dy=a\Delta x=0.8dy=aΔx=0.8

\qquad即f′(x0)⋅0.2=0.8f'(x_0)\cdot 0.2=0.8f′(x0​)⋅0.2=0.8,得f′(x0)=4f'(x_0)=4f′(x0​)=4


总结

利用可导是可微的充要条件,利用导数和微分的关系来解题。

相关内容

热门资讯

海南自贸港“样板间”抢抓开放机... 中新网海口5月16日电 (记者 王子谦)洋浦经济开发区是海南自贸港“样板间”,也是外界观察自贸港建设...
净利增速2.98%,违规频发!... 近期,中信银行2025年年报与2026年一季报接连公布,报告显示,中信银行总资产站稳10万亿元台阶,...
原创 放... 全网的人几乎都在挤破头往海外大都市扎,可有一个女博主,却偏偏反着来。她拥有五百多万粉丝,本可以继续在...
原创 在... 在中国,买卖虚拟货币,到底行不行? 这个问题,很多人心里都犯嘀咕。有人说,法无禁止即可为;也有人说,...
龙粤慈善事业高质量发展与互联网... 近日,为加快培育数字慈善新生态,助力“善行边疆”活动走深走实,“龙粤慈善事业高质量发展与互联网公开募...
黄金大局已定:不出意外的话,2... 在投资领域,贵金属一直是备受关注的资产类别,尤其是黄金,其价格走势和投资价值牵动着无数投资者的心。随...
后巴菲特时代,伯克希尔哈撒韦新... 【导读】伯克希尔哈撒韦最新持仓公布!清仓亚马逊,建仓达美航空 中国基金报记者 张舟 伯克希尔哈撒韦“...
布朗46分胡金秋20+8 广厦... 【搜狐体育战报】北京时间5月16日CBA季后赛,主场作战的浙江浙商证券以111-102击败深圳马可波...
美联储任命鲍威尔担任临时主席 美国联邦储备委员会理事会5月15日发布公告,任命杰罗姆·鲍威尔担任美联储临时主席,直至凯文·沃什宣誓...
李从悠:白癜风患者,夏季防汗疹... 夏季高温多雨,白癜风患者皮肤屏障受损,出汗后汗液无法及时蒸发,易堵塞毛孔,诱发汗疹(热疹),汗疹引发...
最低涨价60元!4款非标茅台酒... 在飞天茅台涨价之后,部分非标茅台酒也提了价。 5月16日早间,贵州茅台自营渠道i茅台发布公告,宣布对...
邯郸10亿共享智造基金落地,撬... 图片为AI生成 据天眼查App显示,近日邯郸市共享智造股权投资基金(有限合伙)正式登记成立,总出资额...
AI制药行业深度:行业概况、市... 一、AI制药行业概况 1、AI药物研发概述 AI制药是指将NLP、深度神经网络,生成模型等AI技...
世界杯在即:国产彩电的出海故事... 球还没看,彩电先破防了 撰文/ 孟会缘 编辑/ 陈邓新 排版/ Annalee 国产彩电品牌,正深陷...
医疗健康领域投融资日报(5月1... 据亿欧数据统计,昨日(2026年5月15日)共披露16起投融资事件,涉及15家国内企业,1家国外企业...
深圳中创商业咨询携手海旗控股集... 海旗控股集团旗下宁波锦曼程新材料有限公司,自创立以来始终深耕高分子材料领域,秉承推动行业创新与可持续...
原创 关... 前言 大家好,我是老金。 国际地缘博弈的棋盘上,从来没有绝对的秘密,只有刻意或无意的战略试探,近期...
原创 欧... 今天来给大家聊一下最近的欧盟,自从特朗普说要来访华,欧洲的动作有点让人看不懂。从四月中旬到五月初,欧...
心系投资者 携手共行动 ——人... 为落实监管工作要求,切实维护金融消费者合法权益,在 “5・15 全国投资者保护宣传日” 当天,人保寿...
黄仁勋打卡蜜雪冰城 同款产品销... 财联社5月16日讯(记者 沈娇娇)5月15日上午,英伟达CEO黄仁勋现身北京南锣鼓巷,并且进入一家蜜...