微分的定义及其与导数的关系

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这个系列文章讲解高等数学的基础内容,注重学习方法的培养,对初学者不易理解的问题往往会不惜笔墨加以解释,并配以一些例题,大多为扎实基础的常规性题目和帮助加深理解的概念辨析题,难度适中,其中包含一些考研数学中的经典题目。本系列文章适合作为初学高等数学的课堂同步辅导,高数期末复习以及考研第一轮复习时的参考资料。既然是入门,就要舍去一些难度较大或不适合初学者的内容(例如用ε-δ语言证明极限,以及教材中多数定理的证明),有些较深入的问题(例如无穷大与无界的区别和联系,导函数的特性,拉格朗日中值定理的证明思路等)我们会以专题文章的形式给出,供有兴趣的读者选读。

微分的定义及其与导数的关系

操作方法

(01)从导数到微分。

微分的定义及其与导数的关系 第2张

(02)微分的定义。

微分的定义及其与导数的关系 第3张

(03)根据定义验证函数可微性的例子。

微分的定义及其与导数的关系 第4张

(04)微分与导数的关系。

微分的定义及其与导数的关系 第5张

(05)函数在某点处“可微、可导、连续、极限存在”之间的联系。

微分的定义及其与导数的关系 第6张

(06)与微分相关的一些概念和结论:线性主部概念。

微分的定义及其与导数的关系 第7张

(07)与微分相关的一些概念和结论:函数的微分。

微分的定义及其与导数的关系 第8张

(08)拓展阅读:可微与可导等价性的再讨论。在一元函数微分中,说函数在某点可导或可微的意义是完全相同的,既然这二者是等价的,为什么不“合二为一”呢?部分原因在于微积分的发展中,这两个概念是在不同背景下被提出的:在求曲线切线或变速运动的瞬时速度时提出导数概念,在类似近似计算的问题中提出微分概念。(利用微分可以把非线性函数的计算近似转化为线性函数的计算,达到“以直代曲”的目的。)因此这意义相同的两个概念可以算是“历史遗留问题”。数学家在提出这两个概念时并不知道其等价性,它们分别在各自的应用领域内发挥着作用,只有在微积分学理论进一步完善时(微积分诞生之初作为其基础的极限理论还很不完善),才能证明二者的等价性。这就像在古时候,中国人和英国人分别知道“鸡蛋”和“egg”这两个词是什么意思,也分别在自己的国家内使用这两个词,但直到“中国人和英国人首次相遇”时,他们才会明白鸡蛋就是egg,egg就是鸡蛋,即它们是“等价的”。

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