f(x)可微分是什么意思,高数微分到底是什么意思啊?

2021-02-24 05:24:15 字数 8135 阅读 8824

1楼:匿名用户

信息:可以微分就是f(x)在定义域内连续,且可导,而且f’(x)存在

且df(x)=f’(x)dx

如果函数z=f(x , y) 在点(x ,y)可微分这这句话啥意思啊

2楼:匿名用户

以看成直线,因此适用y=ax+k的,因此在x0处有δy = f(x0 + δx) f(x0)≈aδx,为了平衡误差引入o(δx),因此版就有δy = aδx + o(δx),而这一等式对于权连续函数是恒成立的,除非遇到函数出现跳变,同时由于o(δx0)是比δx高阶的无穷小,因此dy = aδx。微分是将静态的数学过渡到动态的钥匙,从这里数学不再是凝固的数字,开始体现变化了。

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3楼:公主裹儿

是z=f(x , y) 在点(x ,y)可微

既△z=f(x+△x , y+△y)-f(x , y)=f'x(x,y)△x+f'y(x,y)△y+o(√(△x^2+△y^2))

4楼:匿名用户

以看成copy直线,因此适用y=ax+k的,因此在x0处有δy = f(x0 + δx) f(x0)≈aδx,为了平衡误差引入o(δx),因此就有δy = aδx + o(δx),而这一等式对于连续函数是恒成立的,除非遇到函数出现跳变,同时由于o(δx0)是比δx高阶的无穷小,因此dy = aδx。微分是将静态的数学过渡到动态的钥匙,从这里数学不再是凝固的数字,开始体现变化了。

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高数微分到底是什么意思啊?

5楼:周洲

在数学中,微分是对函数的局部变化率的一种线性描述。微分可以近似地描述当函数自变量的取值作足够小的改变时,函数的值是怎样改变的。

当自变量为固定值

需要求出曲线上一点的斜率时,前人往往采用作图法,将该点的切线画出,以切线的斜率作为该点的斜率。然而,画出来的切线是有误差的,也就是说,以作图法得到的斜率并不是完全准确的斜率。微分最早就是为了从数学上解决这一问题而产生的。

  以y=x^2为例,我们需要求出该曲线在(3,9)上的斜率,我们可以假设在y=x^2上有另一点(3+δx,9+δy),画一条过这两点的直线,该直线的斜率为δy/δx。我们知道,这两点之间的距离越短,过这两点直线的斜率就越接近所求的斜率m,当δx与δy的值变得无限接近于0时,直线的斜率就是点的斜率。   当x=3+δx时,y=9+δy,也就是说,   (3+δx)^2=9+δy   9+6δx+(δx)^2=9+δy ()   6δx+(δx)^2=δy (两边减去9)   δy/δx=6+δx (两边除以δx)   ∵limδx→0 m=δy/δx   ∴limδx→0 m=6+δx=6   我们得出,y=x^2在点(3,9)处的斜率为6。

当自变量为任意值

在很多情况下,我们需要求出曲线上许多点的斜率,如果每一个点都按上面的方法求斜率,将会消耗大量时间,计算也容易出现误差,我们现在仍以y=x^2为例,计算图象上任意一点的斜率m。   假设该点为(x,y),做对照的另一点为(x+δx,y+δy),我们按上面的方法再计算一遍:   (x+δx)^2=y+δy   x^2+2xδx+(δx)^2=y+δy ()   2xδx+(δx)^2=δy (y=x^2,两边减去y)   δy/δx=2x+δx (两边除以δx)   ∵limδx→0 m=δy/δx   ∴limδx→0 m=2x+δx=2x   我们得出,y=x^2在点(x,y)处的斜率为2x。

  limδx→0 δy/δx=m被记作dy/dx=m。

定义微分

设函数y = f(x)在x0的邻域内有定义,x0及x0 + δx在此区间内。如果函数的增量δy = f(x0 + δx) f(x0)可表示为 δy = aδx + o(δx)(其中a是不依赖于δx的常数),而o(δx0)是比δx高阶的无穷小,那么称函数f(x)在点x0是可微的,且aδx称作函数在点x0相应于自变量增量δx的微分,记作dy,即dy = aδx。函数的微分是函数增量的主要部分,且是δx的线性函数,故说函数的微分是函数增量的线性主部(△x→0)。

  通常把自变量x的增量 δx称为自变量的微分,记作dx,即dx = δx。于是函数y = f(x)的微分又可记作dy = f'(x)dx。函数的微分与自变量的微分之商等于该函数的导数。

因此,导数也叫做微商。   当自变量x改变为x+△x时,相应地函数值由f(x)改变为f(x+△x),如果存在一个与△x无关的常数a,使f(x+△x)-f(x)和a·△x之差是△x→0关于△x的高阶无穷小量,则称a·△x是f(x)在x的微分,记为dy,并称f(x)在x可微。一元微积分中,可微可导等价。

记a·△x=dy,则dy=f′(x)dx。例如:d(sinx)=cosxdx。

  微分概念是在解决直与曲的矛盾中产生的,在微小局部可以用直线去近似替代曲线,它的直接应用就是函数的线性化。微分具有双重意义:它表示一个微小的量,同时又表示一种与求导密切相关的运算。

微分是微分学转向积分学的一个关键概念。微分的思想就是一个线性近似的观念,利用几何的语言就是在函数曲线的局部,用直线代替曲线,而线 微分

性函数总是比较容易进行数值计算的,因此就可以把线性函数的数值计算结果作为本来函数的数值近似值,这就是运用微分方法进行近似计算的基本思想。

推导设函数在某区间内有定义,x0及x0+△x在这区间内,若函数的增量可表示为,其中a是不 依赖于△x的常数, 是△x的高阶无穷小,则称函数 在点x0可微的。 叫做函数 在点x0相应于自变量增量△x的微分,记作dy,即:dy= 。

微分dy是自变量改变量△x的线性函数,dy与△y的差 是关于△x的高阶无穷小量,我们把dy称作△y的线性主部。得出: 当△x→0时,△y≈dy。

导数的记号为: 还可以表示两个微分的比值(把△x看成dx,即:定义自变量的增量等于自变量的微分),还可表示

几何意义

设δx是曲线y = f(x)上的点m的在横坐标上的增量,δy是曲线在点m对应δx在纵坐标上的增量,dy是曲 几何意义

线在点m的切线对应δx在纵坐标上的增量。当|δx|很小时,|δy-dy|比|δy|要小得多(高阶无穷小),因此在点m附近,我们可以用切线段来近似代替曲线段。

同理,当自变量为多个时,可得出多元微分的定义。

单项式当函数为单项式y=ax^n(a和n为常数)的形式时,有基本公式:   dy/dx=anx^(n-1)或d/dx(ax^n)=anx^(n-1)   如d/dx(x^2)=2x,d/dx(3x^5)=15x^4。   当a为常数时,d/dx(ax)=a且d/dx(a)=0。

  注意:基本公式极为重要,在学习更为复杂的运算法则前请务必牢记。

多项式当函数为几个ax^n形式的单项式的和或差时,这个函数的微分只需在原函数的微分上进行加减即可。   以函数y=ax^m+bx^n为例,将其拆分为两个函数u=ax^m和v=bx^n,且y=u+v。   可以得出du/dx=amx^(m-1),dv/dx=bnx^(n-1)。

  ∵y=u+v   ∴δy=δu+δv   ∴δy/δx=δu/δx+δx/δx   ∴dy/dx=du/dx+dv/dx=amx^(m-1)+bnx^(n-1)   ∴d/dx(ax^m+bx^n)=amx^(m-1)+bnx^(n-1)   同理可以得出d/dx(ax^m-bx^n)=amx^(m-1)+bnx^(n-1)   最后得出公式:   d/dx(ax^m±bx^n)=amx^(m-1)±bnx^(n-1)   有了这两个公式,我们可以微分大部分常见的初等函数。   注意:

f'(x)是函数f(x)的微分。

当需要微分(x+1)^2时,我们可以将其成为x^2+2x+1后将其微分,得到2x+2。然而,当我们遇到类似(3x+1)^5这样的式子时,将其将浪费许多时间和精力,这时我们可以使用连锁律来解决这个问题。   假设y=f(x)且z=f(y):

  ∵δy/δx=(δy/δz)×(δz/δx)   ∴limδx→0 δy/δx=(limδz→0 δy/δz)×(limδx→0 δz/δx)   又∵limδx→0,limδz→0   ∴limδx→0 δy/δx=(limδx→0 δy/δz)×(limδx→0 δz/δx)   得出公式:   dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)   以y=(3x+1)^5为例,使用微分法微分:   假设z=3x+1,y=z^5。

  d/dx[(3x+1)^5]=dy/dx   =(dy/dz)×(dz/dx)   =[d/dz(z^5)]×[d/dx(3x+1)]   =(5z^4)(3)   =15z^4   =15(3x+1)^4 (不需要)   这样我们就可以轻松得出(3x+1)^5的微分。

连锁律的应用1

连锁律一般被用来求y^n的微分(y=f(x)且n为常数),我们可以用连锁律获得更简单的公式。   以(ax+b)^n为例,假设y=ax+b:   d/dx(y^n)   =d/dy(y^n)×dy/dx (连锁律)   =[ny^(n-1)](a)   =any^(n-1)   =an(ax+b)^(n-1)   可以得出:

  d/dx(y^n)=[ny^(n-1)](dy/dx)   d/dx[(ax+b)^n]=an(ax+b)^(n-1)

连锁律的应用2

在日常生活中,n除经常取整数外,还经常取1/2,即y=√z。   同样以y=√z(z是自变量为x的函数)为例,使用刚得到的公式进行微分:   dy/dx   =(dy/dz)×(dz/dx) (连锁律)   =[0.

5z^(-0.5)](dz/dx)   得出另一个公式:   d/dx(√y)=(dy/dx)/(2√y)   以上两个公式可以在大多数情况下代替连锁律使用,它们比连锁律更容易使用。

当我们需要求出(x+1)(x-1)的微分时,我们可以将其成为x^2-1,然后进行微分,得出2x。但是当我们遇到(x+1)(x-1)^7这种式子的时候,将其极为繁琐,而连锁律也不能直接使用,这时我们就需要乘法律拆分这个式子,然后才能将其微分。   假设u和v都是自变量为x的函数:

  uv=u(v)   uv+δ(uv)=(u+δu)(v+δv)   uv+δ(uv)=uv+uδv+vδu+δuδv ()   δ(uv)=uδv+vδu+δuδv (两边减去uv)   ∵limδx→0 δu=0且limδx→0 δv=0   ∴limδx→0 δuδv=0   ∴limδx→0 δ(uv)=limδx→0 (uδv)+limδx→0 (vδu)   ∴duv/dx=u(dv/dx)+v(du/dx)   最后得出乘法律:   d/dx(uv)=u(dv/dx)+v(du/dx)   我们用乘法律微分(x+1)(x-1)^7:   d/dx[(x+1)(x-1)^7]   =(x+1)d/dx[(x-1)^7]+[(x-1)^7]d/dx(x+1) (乘法律)   =(x+1)[7(x-1)^6]+(x-1)[(x-1)^6] (连锁律)   =(7x+7)[(x-1)^6]+(x-1)[(x-1)^6]   =(7x+7+x-1)[(x-1)^6]   =(8x+6)[(x-1)^6]   =2(4x+3)[(x-1)^6]   注意:

在得到微分结果后,必须将其因式分解。

乘法律的应用1

在微分(x+1)(x-1)^7时,我们需要进行繁琐的因式分解,我们可以总结出一个公式,以解决类似的问题。   假设a、b、m、n、p和q都是常数:   d/dx[(mx+n)^a][(px+q)^b]   =[(mx+n)^a]d/dx[(px+q)^b]+[(px+q)^b]d/dx[(mx+n)^a]   =[(mx+n)^a][b(px+q)^(b-1)]+[(px+q)^b][a(mx+n)^(a-1)]   =b[(mx+n)^a][(px+q)^(b-1)+a[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^b]   =b(mx+n)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]+a(px+q)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   =(bmx+bn)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]+(apx+aq)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   =(bmx+apx+bn+aq)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   =[(ap+bm)x+(aq+bn)][(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   得出公式:

  d/dx[(mx+n)^a][(px+q)^b]=[(ap+bm)x+(aq+bn)][(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   这个公式可以用来微分形如[(mx+n)^a][(px+q)^b]的式子。

乘法律的应用2

有时我们会接触u√v类型的式子,我们试着因式分解它:   d/dx(u√v)   =u(d/dx√v)+√v[d/dx(u)] (乘法律)   =u(dv/dx)/(2√v)+(√v)(du/dx)   =(u/2)(dv/dx)/(√v)+v(du/dx)/(√v)   =[(u/2)(dv/dx)+v(du/dx)]/(√v)   得出公式:   d/dx(u√v)=[(u/2)(dv/dx)+v(du/dx)]/(√v)

乘法律的应用3

假设y是自变量为x的函数且a为常数,我们来尝试微分ay。   =d/dx(ay)   =a(dy/dx)+y[d/dx(a)] (乘法律)   =a(dy/dx) (d/dx(a)=0)   从结果得出公式:   d/dx(ay)=a(dy/dx)

我们需要微分分式(x^2+x+1)/x时,我们可以将其化为x+1+1/x,微分后得到1-1/x^2。但这种方法对分母为多项式的分式是无效的,所以除法律被用来解决大部分分式的微分问题。我们可以用乘法律,假设其中一个乘式是分子为1的分式,以此推导出除法律。

  假设u和v都是自变量为x的函数:   d/dx(u/v)   =d/dx[u(1/v)]   =u[d/dx(1/v)]+(1/v)(du/dx) (乘法律)   =u(dv/dx)[d/dv(1/v)]+(du/dx)/v (连锁律)   =-u(dv/dx)(1/v^2)+(du/dx)/v   =-u(dv/dx)/(v^2)+v(du/dx)/(v^2)   =[v(du/dx)-u(dv/dx)]/(v^2)   这样我们得出除法律:   d/dx(u/v)=[v(du/dx)-u(dv/dx)]/(v^2)

除法律的应用1

除法律的应用的常用格式与乘法律相同,首先是[(mx+n)^a]/[(px+q)^b]类型的微分:   d/dx   =/(px+q)^(2b) (除法律)   =/(px+q)^(2b)   =/(px+q)^(2b)   =(apx+aq-bmx-bn)[(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]/(px+q)^(2b)   =[(ap-bm)x+(aq-bn)][(mx+n)^(a-1)]/(px+q)^(b+1)   得出公式:   d/dx=[(ap-bm)x+(aq-bn)][(mx+n)^(a-1)]/(px+q)^(b+1)

除法律的应用2

我们用除法律微分形如u/√v的式子:   d/dx(u/√v)   =[(√v)(du/dx)-(u)d/dx(√v)]/v (除法律)   =[(√v)(du/dx)-(u/2)(dv/dx)/(√v)]/v   =[v(du/dx)-(u/2)(dv/dx)]/(v√v)   得出公式:   d/dx(u√v)=[v(du/dx)-(u/2)(dv/dx)]/(v√v)

除法律的应用3

当分式的分子为常数时,我们有更快的方法微分它:   d/dx(a/y)   =[(y)d/dx(a)-a(dy/dx)]/(y^2) (连锁律)   =a(dy/dx)/(y^2) (d/dx(a)=0)   得出公式:   d/dx(a/y)=[a/(y^2)](dy/dx)

基本法则

dy/dx=d/dx[f(x)]=f'(x)   d/dx(ax^n)=anx^(n-1)   d/dx(ax)=a   d/dx(a)=0   d/dx(ax^m+bx^n)=amx^(m-1)+bnx^(n-1)

连锁律dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)   d/dx(y^n)=[ny^(n-1)](dy/dx)   d/dx[(ax+b)^n]=an(ax+b)^(n-1)   d/dx(√y)=(dy/dx)/(2√y)

乘法律d/dx(uv)=u(dv/dx)+v(du/dx)   d/dx[(mx+n)^a][(px+q)^b]=[(ap+bm)x+(aq+bn)][(mx+n)^(a-1)][(px+q)^(b-1)]   d/dx(u√v)=[(u/2)(dv/dx)+v(du/dx)]/(√v)   d/dx(ay)=a(dy/dx)

除法律d/dx(u/v)=[v(du/dx)-u(dv/dx)]/(v^2)   d/dx=[(ap-bm)x+(aq-bn)][(mx+n)^(a-1)]/(px+q)^(b+1)   d/dx(u√v)=[v(du/dx)-(u/2)(dv/dx)]/(v√v)   d/dx(a/y)=[a/(y^2)](dy/dx)

d(x^3/3)=x^2dx    基本公式

d(-1/x)=1/x^2dx   d(lnx)=1/xdx   d(-cosx)=sinxdx   d(e^(x^2)/2)=xe^(x^2)dx

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