第三章 导数与微分
9.第三章一元函数微分学(微分的概念)
特别注意：
(1)微分与导数虽然有着密切的联系,但它们是有区别的；
(2)导数是函数在一点处的变化率,而微分是函数在一点处由
自变量增量所引起的函数增量的主要部分； (3)导数的值只与 x 有关,而微分的值一般与x 和x 都有关. 例 2 求函数 y x2 1在 x=1,x=0.1 时的改变量 y和 dy.
A (x x)2 x 2 2x x (x)2
0
0
0
A 由两部分组成,第一部分是2x x 0
是x的线性函数,当x 0时,
x0 x
x0 x0
x
第二部分(x)2是比x 高阶的无穷小,
由此可见,如果边长改变很微小时,面积的改变量 A可近
似地用第一部分代替.
2 微分的概念
定义 如果函数 y f (x) 在点 x 处的改变量 y可以表示为
0
0
dy f (x)x
例 1 求 y x2在 x 1和 x 3处的微分
解 函数 y x2在 x 1处的微分为 dy (x2 ) x 2x
x1
函数 y x2在 x 3处的微分 dy (x2 ) x 6x
x3
3 可微的充要条件
定理 2 函数 y f (x) 在点 x 处可微的充要条件是 f (x) 在点 x 处可导,且
解 y f x x f x x x2 1 x2 1 2xx x2,
y x1 21 0.1 (0.1)2 0.21
x0.1
dy f xx x2 1x 2xx,
dy 21 0.1 0.2 x 1 x 0.1
4 复合函数的微分
复合函数的微分法则
设函数 y f (u),u (x)都可微,则复合函数 y f [ (x)]的微分为
第三章 导数与微分 习题及答案
第三章 导数与微分同步练习 一、填空 1、若[]1cos 1)0()(lim=--→xf x f x x ，则)0(f '= 。
2、设)100()3)(2)(1()(----=x x x x x x f ，则)0(f '= 。
3、若)(x e f y -=，且x x x f ln )(='，则1=x dxdy = 。
4、若)()(x f x f =-，且3)1(=-'f ，则)1(f '= 。
5、设某商品的需求函数是Q=10-0.2p ，则当价格p=10时，降价10%，需求量将 。
6、设某商品的需求函数为：Q=100-2p ，则当Q=50时，其边际收益为 。
7、已知x x y ln =，则)10(y = 。
8、已知2arcsin )(),2323(x x f x x f y ='+-=，则：0=x dxdy = 。
9、设1111ln22++-+=x x y ，则y '= 。
10、设方程y y x =确定y 是x 的函数，则dy = 。
11、已知()xke x f ='，其中k 为常数，求()x f 的反函数的二阶导数=22dyxd 。
二、选择1、设f 可微，则=---→1)1()2(lim1x f x f x （ ）A 、)1(-'-x fB 、)1(-'fC 、)1(f '-D 、)2(f ' 2、若2)(0-='x f ，则=--→)()2(lim000x f x x f xx （ ）A 、41 B 、41- C 、1 D 、-1 3、设⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0001arctan )(x x xx x f ，则)(x f 在0=x 处（ ）A 、不连续B 、极限不存在 Ｃ、连续且可导 Ｄ、连续但不可导 ４、下列函数在[]1,1-上可微的有（ ） Ａ、x x y sin 32+= Ｂ、x x y sin =Ｃ、21x x y +=Ｄ、x x y cos += ５、设)(x f 为不恒等于零的奇函数，且)0(f '存在，则函数xx f x g )()(=（ ） Ａ、在0=x 处极限不存在 Ｂ、有跳跃间断点0=x Ｃ、在0=x 处右极限不存在 Ｄ、有可去间断点0=x６、设函数)(),(21x y x y 的弹性分别为)0(,≠b b a ，则函数)()(21x y x y y =的弹性为（ ） Ａ、b a - Ｂ、b aＣ、2112y by ay - Ｄ、以上都不对 ７、已知)(x f e y =，则y ''＝（ ）Ａ、)(x f e Ｂ、)]()([)(x f x f e x f ''+' Ｃ、)()(x f e x f '' Ｄ、)}()]({[2)(x f x f e x f ''+'８、设函数⎩⎨⎧≤+>+=11)ln()(2x bx x x a x f 在1=x 处可导。
高等数学（林伟初）习题详解习题详解-第3章导数与微分
习题3-11．设某产品的总成本C 是产量q 的函数:2+1C q =，求 (1) 从100q =到102q =时，自变量的改变量q ∆； (2) 从100q =到102q =时，函数的改变量C ∆； (3) 从100q =到102q =时，函数的平均变化率； (4) 总成本在100q =处的变化率. 解：(1) q ∆=102-100=2,(2) (102)(100)C C C ∆=-=22102+1)-(100+1)=404((3) 函数的平均变化率为00()()4042022C q q C q C q q +∆-∆===∆∆. (4) 总成本在100q =处的变化率为100()(100)lim 100q C q C q →--22100100100lim lim (100)200100q q q q q →→-==+=- 2．设()f x =(4)f '.解44()(4)(4)lim4x x f x f f x →→-'==-412x →==3．根据函数导数定义，证明(cos )sin x x '=-.证 根据函数导数定义及“和差化积”公式，得0cos()cos (cos )limh x h x x h →+-'=0sin2limsin()22h hhx h →=-+⋅sin x =-.4．已知()f a k '=，求下列极限：(1) 0()()lim;x f a x f a x→-- (2) 0()()lim x f a x f a x x→+--解 (1) 00()()()()limlim ();x x f a x f a f a x f a f a k x x →→----'=-=-=-- (2) 0()()lim x f a x f a x x →+--=0()()()()lim x f a x f a f a f a x x →+-+--00()()()()lim lim x x f a x f a f a x f a x x→→+---=+-()()2f a f a k ''=+= 5．已知.0)0(=f (0)1f '=，计算极限0(2)lim.x f x x→ 解 00(2)(2)(0)lim=2lim 2(0)22x x f x f x f f x x →→-'== 6．求下列函数的导数： (1) 5y x =；(2) y =(3) x y e -=； (4) 2x x y e =; (5) lg y x =；(6) sin 4y π=解(1) ()545x x '=；(2) 31443()4x x -''==；(3) 1()ln x x x e e e e ----'==-；(4) (2)[(2)](2)ln(2)2(ln 21)x x x x x x e e e e e ''===+;(5) 1(lg )ln10x x '=； (6)(sin )04π'=7．问函数⎩⎨⎧=,,sin )(x x x f 00≥<x x 在0=x 处是否可导？如可导，求其导数.解 考察0=x 处的左、右导数(0)f -'=0(0)(0)lim h f h f h -→+-0sin lim 1,h hh-→==(0)f +'=0(0)(0)lim h f h f h+→+-0lim 1h h h +→==, 所以，函数在0=x 处的可导，且(0)1f '=.8．讨论函数2,0()2,011,1x x f x x x x x ⎧-≤⎪=<<⎨⎪+≥⎩在点0=x 和1x =处的连续性与可导性.解 (1)考察0=x 处的左、右导数(0)f -'=0(0)(0)lim h f h f h-→+-0lim 1,h hh -→-==-(0)f +'=0(0)(0)limh f h f h+→+-02lim 2h hh +→==, 所以，函数在0=x 处不可导；又0lim ()lim ()0(0)x x f x f x f -+→→===,所以，函数在0=x 处连续. (2) 考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--122lim 2,1x x x -→-==-(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--21(1)2lim 2,1x x x +→+-==- 所以，函数在1x =处的可导，且(1)2f '=.9．求等边双曲线x y 1=在点⎪⎭⎫⎝⎛2,21处的切线的斜率, 并写出在该点处的切线方程和法线方程.解 由导数的几何意义，得切线斜率为31/21x x k y x =='⎛⎫'== ⎪⎝⎭1/2214x x ==-=-.所求切线方程为,⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-2142x y 即.044=-+y x法线方程为,⎪⎭⎫⎝⎛-=-21412x y 即.01582=+-y x10．求曲线ln y x =在点(),1e 处的切线与y 轴的交点. 解 曲线ln y x =在点(),1e 处的切线斜率为111x x ek y x e==⎛⎫'=== ⎪⎝⎭故切线方程为11()y x e e-=-.上式中，令0x =，得0y =.所以，曲线ln y x =在点(),1e 处的切线与y 轴的交点为()0,0.习题3-21．求下列函数的导数：(1) 23sin y x x x =+-；(2) y =；(3) ln 2s t +； (4) cos ln y x x x =⋅(5) 11x y x +=-； (6) 21x e y x =+解 (1) y '=23cos x x +-;(2) 57332422()2()()353y x x x x x x ----''''=+-=+-;(3) sin )0s t t '''=+=t ; (4) cos ln (cos )cos (ln )y x x x x x x x ''''=⋅+⋅cos ln sin ln cos x x x x x x =⋅-⋅+ (5) 22(1)(1)(1)(1)2(1)(1)x x x x y x x ''+--+--'==--； (6) 22222()(1)(1)1(1)x x xe e x x e y x x ''+-+'==++ 222222(1)2(1)(1)(1)x x xe x xe x e x x +--==++ . 2．求下列函数在给定点处的导数： (1) arccos ,y x x =求12x y ='；(2) tan sec ρθθθ=+，求4;d d πθρθ=(3) ()f x =(0)f '. 解 (1) y '=arccos +(arccos )x x x x ''=arccos x12x y ='=11arccos2-3π(2)2d tan sec sec tan d ρθθθθθθ=++4d 121d 4πθρπθ==+⋅+=2π(3) 331()ln(1)22x f x x e =-+，333()22(1)x f x e '=-+ 故(0)f '333(0)22(11)4f '=-=+3．曲线32y x x =-+上哪一点的切线与直线210x y --=平行？解 231y x '=-,令2y '=，即231=2x -，得=1x 或=-1x ，代入原曲线方程都有：2y =，故所求点为：()1,2或()-1,2.4．求下列函数的导数： (1) x y sin ln =；(2) 310(1)y x =-；(3) 23(cos )y x x =+；(4) y =(5) 22sin sin y x x =⋅； (6) 2tan[ln(1)]y x =+ ；(7) 1sin 2x y = ;(8)ln x xy e=；(9)ln(y x =；(10))0(arcsin 22222>+-=a ax a x a x y 解(1) y '=()1sin sin x x '⋅cos cot sin x x x==； (2) 39323910(1)(1)30(1)y x x x x ''=--=-； (3) 2223(cos )(cos )y x x x x ''=++223(cos )(12cos (sin ))x x x x =++⋅-223(cos )(1sin 2)x x x =+-；(4) 211ln(2)ln(1)32y x x ==--+y '=221(1)3(2)21x x x '-+-+=213(2)1x x x --+; (5) 2222sin cos sin sin cos 2y x x x x x x '=⋅+⋅⋅222sin 2sin 2sin cos x x x x x =⋅+⋅；(6) 222sec [ln(1)][ln(1)]y x x ''=+⋅+=222222212sec [ln(1)](1)sec [ln(1)]11x x x x x x'+⋅+=+++ ； (7) 1sin 12ln 2(sin )xy x ''=⋅=1sin 112ln 2cos ()xx x'⋅1sin22ln 21cos xx x =-;(8)ln ()ln x x x y e x ''= ln 2ln (ln )ln x x x x x x e x ''-==ln 2ln 1ln xx x e x-；(9)y x ''=22'==+；(10)22y '=22=+5．已知)(u f(1) (csc )y f x =； (2) (tan )tan[()]y f x f x =+.解 (1) (csc )(csc )y f x x '''=⋅=(csc )csc cot f x x x '-⋅⋅ (2) 2(tan )(tan )sec [()]()y f x x f x f x ''''=⋅+⋅=22sec (tan )sec [()]()x f x f x f x ''⋅+⋅.习题3-31．求下列由方程所确定的隐函数()y y x =的导数d d y x： (1) 4444x y xy -=-； (2)； sin cos()0y x x y +-=;(3) sin 0x y e e xy --=；(4) arctan y x=.解 (1)方程两边同时对自变量x 求导，得33d d 4444d d y y x y y x x x -=--, 整理得 33d ()d y y x x y x -=+,故33d d y x y x y x+=-； (2) d d cos sin sin()(1)0d d y yy x x x y x x+⋅--⋅-= 整理求得d d y x =sin()cos sin()sin x y y xx y x---+(3) d d cos ()0d d x y y y e exy y x x x--+= 求得 d d y x =cos cos x y e y xy e x xy-+(4)2222111.(22)21()xy y x yy y x x y x'-'=+++ 整理求得 2222xy y x yy x y x y ''-+=++ 故 d d y x =x yx y+-.2．求曲线3335x xy y ++=在点(1,1)处的切线方程和法线方程.解 方程两边同时对自变量x 求导，得2233330x y xy y y ''+++=解得 d d y x =22y x y x+-+，在点(1,1)处，(1,1)1y '=-，于是，在点(1,1)处的切线方程为 11(1)y x -=--，即20x y +-=, 法线方程为 11(1)y x -=-即y x =.3．用对数求导法求下列各函数的导数d d y x: (1) sin (0)x y x x =>； (2) a x x y x a x =++；(3) y =(4) (sin )(cos )y x x y =.解 (1)等式两边取对数ln sin ln y x x =⋅两边对x 求导得11cos ln sin ,y x x x y x'=⋅+⋅ 故 s i n d 1cos ln sin d x y x x x x x x ⎛⎫=⋅+⋅ ⎪⎝⎭. (2) ()1ln a x x y ax a a x -''=++()1ln ln 1a x x axa a x x x -=++⋅+(3) []1ln(1)ln(2)ln(3)ln(4)2y x x x x =-+----- 11111121234y y x x x x ⎛⎫'=+-- ⎪----⎝⎭得11111234y x x x x ⎫'=+--⎪----⎭.(4) lnsin ln cos y x x y =lnsin cot ln cos tan y x y x y x y y ''+=-⋅ d d y x =ln cos cot tan ln sin y y x x y x-+ 4．求下列参数方程所确定的函数的导数d d yx：(1) 221x t t y t ⎧=-⎨=-⎩； (2) 33cos sin x a y a θθ⎧=⎨=⎩. 解 (1) d ()d ()y y t x x t '='212t t -=- (2) 22d ()3sin cos d ()3cos (sin )y y a x x a θθθθθθ'⋅=='⋅-=tan θ- 5．求椭圆6cos 4sin x t y t=⎧⎨=⎩在4t π=相应点处的切线方程.解 d ()d ()y y t x x t '='()()4sin 4cos 2cot 6sin 36cos t t t t t '===--'.4t π=时，切线斜率为4d 2d 3t yxπ==-，()4x π=()4y π=.故所求切线方程为2(3y x -=-- .习题3-41．求函数2x y =当x 由1改变到1.005的微分. 解 因为d d 2d ,y y x x x '== 由题设条件知 1x =，d 1.00510.005x x =∆=-= 故所求微分为 d 210.0050.0y =⨯⨯= 2．求函数sin 2y x =在0x =处的微分. 解 所求微分为00d (sin 2)d 2cos2d x x y x x x x =='===2d x 3．求下列各微分d y : (1) 3cos x y e x =； (2) 2sin 2xy x =； (3) 2ln(1)x y e-=+；(4) y = (5) 23xy e x y =+；(6) 221xy x y +=.解 (1) 33d cos d()d(cos )x x y x e e x =+=33cos 3d sin d xxx e x e x x ⋅-⋅=3(3cos sin )d x e x x x -；(2) 22244dsin 2sin 2d 2cos 2d 2sin 2d d x x x x x x x x xy x x x --== 32(cos 2sin 2)d x x x x x-=； (3) 222212d d(1)d 11x xx x xe y e xe ----=+=-++；(4) d y =2)x =+=(5)方程两边对求微分(d d )3d 2d xy e x y y x x y y +=+.整理得 (2)d (3)d xy xy xe y y ye x -=-解得 3d d 2xyxy ye y x xe y-=-；(6) 方程两边对求微分22d 2d 2d d =0y x xy y xy x x y +++.整理得 22(2)d (2)d xy x y y xy x +=-+解得 222d d 2xy y y x x xy+=-+4．计算下列各数的近似值:(1) 0.03e ；(2)解(1) 0.0310.03e ≈+=1.03；(2)==112(1)516=≈-⋅=1.975. 5．在下列等式的括号中填入适当的函数, 使等式成立.(1) d()3d x =; (2) d()2d x x =;(3) d()sin d t t ω=； (4) 2d(cos )(x =.解(1) 3x c +;(2) 2x c +;(3) 1cos t ωω-；(4) 22d(cos )2sin d x x x x =-x = 即d x =，故22d(cos )4x x =-.习题3-51．求下列函数的二阶导数：(1) 38cos y x x x =+-； (2) 2(1)arctan y x x =+； (3) 2x y xe =；(4) x y x =.解(1) 238sin y x x '=++,6cos y x x ''=+； (2) y '=2arctan 1x x +,y ''=222arctan 1xx x ++； (3) y '=2222x x e x e +,y ''=2222244x x x xe xe x e ++=222(32)x xe x +；(4) ln ln y x x =,1ln 1y x y'=+,y '=(ln 1)x x x + y ''=21()(ln 1)(ln 1)(1ln )x x x x x x x x x x x -''+++=++2. 验证函数2312x xy C e C e -=+(其中12,C C 为任意常数)满足方程60y y y '''+-=.证：23122-3x x y C e C e -'=,231249x x y C e C e -''=+232323121212(49)(2-3)6()x x x x x x C e C e C e C e C e C e ---++-+0=. 3．设函数()y f x =二阶可导，求下列函数的二阶导数： (1) (sin )y f x =； (2) 2(ln )y x f x =.解 (1)求导数d (sin )(sin )cos (sin )d yf x x x f x x'''=⋅=⋅，于是22d (cos )(sin )cos (sin )(sin )d yx f x x f x x x'''''=⋅+⋅⋅ =2cos (sin )sin (sin )x f x x f x '''⋅-⋅ (2) d 2(ln )(ln )d y xf x xf x x '=+22d d yx =2(ln )2(ln )(ln )(ln )f x f x f x f x ''''+++=2(ln )3(ln )(ln )f x f x f x '''++. 4．对下列方程所确定的函数)(x y y =求22d d yx：(1) 2y e xy e +=；(2) arctan y x=.解 (1)方程两边对x 求导0y e y y xy ''++=得 yyy e x'=-+. 因此求得222d ()(1)d ()y y y y y e x y e y x e x ''+-⋅+=-+ =2()(1)()y y y y y y y e x y e e x e x e x --+-⋅+++-+=2322()y y y xy ye y e e x +-+；(2) 方程两边对x 求导2222211()1xy yx yy y x yx x'-'+=++得 x yy x y+'=-. 因此求得222d (1)()()(1)d ()y y x y x y y x x y ''+--+-=- = 2232()()x y x y +-5．对下列参数方程所确定的函数)(x y y =求22d d yx：(1) 2323x t t y t t⎧=-⎪⎨=-⎪⎩(1)t ≠； (2) ⎩⎨⎧-=-=)cos 1()sin (t a y t t a x . 解(1) d ()d ()y y t x x t '='2333(1)222t t t -==+-. 故 22d d y x 3(1)222t t '+=-=34(1)t -； (2) d ()d ()y y t x x t '='()()1cos sin 1cos sin a t t ta t t '-==-'-. 故 22d d yxsin ()1cos (1cos )t t a t '-=- 2cos (1cos )sin sin (1cos )(1cos )t t t tt a t --⋅-=-21(1cos )a t --).,2(Z n n t ∈≠π 6．求下列函数的n 阶导数：(1) 2sin y x =； (2) ln(1)y x =+； (3) 112-=x y ； (4) (1)(2)()y x x x x n =+++ .解(1) 2()()1cos 2(sin )()2n n x x -=1cos 211()2(sin 2)2cos 2,2222x x x π-⎛⎫'=-⋅-=-⋅+ ⎪⎝⎭221cos 211()2sin 22cos 2,222222x x x πππ+⎡⎤⎛⎫⎛⎫''=-⋅-+=-⋅++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦2()()1cos 2(sin )()2n n x x +==12cos(2)2n n x π--+；(2) []1ln(1)1x x '+=+[]21ln(1)(1)x x ''+=-+ ,[](3)32ln(1)(1)x x +=+ []()1(1)!ln(1)(1)(1)n n nn x x --+=-+； (3) 21111()1211y x x x ==---+, 故()11(1)!112(1)(1)n n n n n y x x ++⎡⎤-=-⎢⎥-+⎣⎦; (4) 1(1)(2)()(12)n n y x x x x n xn x +=+++=+++++()(1)(1)!!()(1)!22n n n ny n x n x n +=++=++ 复习题3（A ）1．已知0()f x k '=(k 为常数)，则(1) 000(2)()limx f x x f x x∆→+∆-=∆;(2) 001lim [()()] n n f x f x n→∞+-=(3) 000()(2)lim h f x h f x h h→+--=.1.解 (1)2k ; (2) k ; (3) 3k .(1) 000000(2)()(2)()lim 2lim 2x x f x x f x f x x f x x x∆→∆→+∆-+∆-=∆∆=2k ;(2) 00001()()1lim [()()]lim 1n n f x f x n n f x f x nn→∞→∞+-+-==k ;(3) 000()(2)lim h f x h f x h h →+--=00000()()()(2)lim h f x h f x f x f x h h →+-+--000000()()(2)()lim +2lim 2h h f x h f x f x h f x h h→→+---=-=3k . 2．函数)(x f y =在点0x 处的左导数0()f x -'和右导数0()f x +'都存在，是()f x 在0x 可导的( )A . 充分必要条件；B . 充分但非必要条件；C . 必要但非充分条件；D . 既非充分又非必要条件. 2 ．答C . ()f x 在0x 可导的充分必要条件是0()f x -'和0()f x +'都必须存在且相等；反之，0()f x -'和0()f x +'都存在，不能保证()f x 在0x 可导.3．函数()sin f x x =在0=x 处 ()A . 可导；B . 连续但不可导；C . 不连续；D . 极限不存在.3．答B . 函数()sin f x x =在0=x 连续；但(0)1(0)1f f -+''=-≠=，故()s i n f x x =在0=x 不可导.4．设()f x 对定义域中的任意x 均满足(1)()f x mf x +=，且(0)f n '=则必有 ( )A . (1)f '不存在；B . (1)f m '=；C . (1)f n '=；D . (1)f mn '=.4．答D . 0(1)(1)(1)limh f h f f h→+-'=00()(0)()(0)lim lim h h mf h mf f h f m h h →→--== (0)mf mn '==5．解答下列各题：(1)设ln 2y =，求y '；(2) 设a x x a y x a x a =+++(0,1)a a >≠，求d d y x； (3)设22()x y x f e =⋅，)(u f 可导，求d y ；(4) y =d d y x ；(5) 求曲线sin()0xy x y -+=在点(0)π，的切线与法线方程;(6) 已知函数)(x y y =由方程 ⎩⎨⎧==ta y t a x 33sin cos 确定，求d d y x ，22d d y x ; (7) 设(sin )cos 2csc f x x x '=+，求()f x '';(8) 设31x y x =+，求()n y (3)n ≥.5.解(1)y '=22=2cot x x ⋅(2) y '=1ln ()a x x ax a a x -'++由对数求导法，可求得()(1ln )x x x x x '=+故y '=1ln (1ln )a x x ax a a x x -+++； (3) 2222d 2d ()()d x x x y x x f e x f e e '=⋅+⋅=22222()d ()2d x x x xf e x x f e e x '+⋅⋅ =2222[()()]d x x x x f e xe f e x '+⋅；(4)取对数 1ln ln (ln ln )(ln ln )2b y x b a x a x b a ⎡⎤=+-+-⎢⎥⎣⎦两边求导 1y y '=1ln 2b b a a x x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭故y '=1ln 2b a b ax -⎛⎫+ ⎪⎝⎭(5) 两边求导cos()(1)0y xy x y y '+-++=得cos()cos()x y yy x x y +-'=-+，故(0)1+1y ππ-'=， 因此切线方程为 1()1y x ππ=--+,法线方程为(1)()y x ππ=+-; (6) d ()d ()y y t x x t '='223sin cos 3cos (sin )a t t a t t ⋅=⋅-=tan t - 22d d y x 2(tan )3cos (sin )t a t t '-=⋅-22sec 3cos (sin )t a t t -=⋅-=4sec 3sin t a t； (7) 由21(sin )cos 2csc 12sin sin f x x x x x'=+=-+知21()12f x x x '=-+故()f x ''=214x x--;(8) 3321111111x x y x x x x x -+===-+++++ ()n y =1(1)!(1)n nn x +-⋅+(3)n ≥. 6．设函数2,(),ax b f x x +⎧=⎨⎩ 11x x <≥在1x =处可导，求,a b 的值.6．解：因可导必连续，所以211lim ()lim 1x x ax b x -+→→+==,得1a b += 考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--111lim lim 11x x ax b ax a a x x --→→+--===--(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--211lim 2,1x x x +→-==- 所以，得到2,1a b ==-.7. 设函数()g x 在x a =点连续, 且()()()f x x a g x =-, 证明()f x 在x a =的可导，并求出()f a '.7.证:因()g x 在x a =点连续,故lim ()()x ag x g a →=，又()()limx a f x f a x a →-- ()()0limlim ()()x a x a x a g x g x g a x a →→--===- 故()f x 在x a =的可导，()f a '=()g a8．验证函数12y C C e =+其中12,C C 为任意常数)满足方程420xy y y '''+-=.8．证：因12y C C e '=-,12121(4y C C e C C e x''=-++故12121424(4xy y y x C C e C C e x ⎡⎤'''+-=-++⎢⎥⎣⎦(121220C C e C C e ⎤+--+=⎥⎦232323121212(49)(2-3)6()x x x x x x C e C e C e C e C e C e ---++-+0=.（B ）1. 设函数()f x 在0x =连续，下列命题错误的是( )A . 若0()lim x f x x→存在，则(0)0f =；B . 若0()lim x f x x→存在，则(0)f '存在；C . 若0(2)()lim x f x f x x→+存在，则(0)0f =；D . 若0()()lim x f x f x x→--存在，则(0)f '存在.1.答：D .A .正确，因为0()limx f x x→存在，则0l i m ()=0x f x →，又()f x 在0x =连续，所以0(0)l i m ()=0x f f x →=； B .正确，因为若0()limx f x x →存在，则0()(0)(0)lim x f x f f x →-'==0()lim x f x x →存在；C .正确，因若0(2)()lim x f x f x x→+存在，则0lim (2)()=lim (2)lim ()=2(0)0x x x f x f x f x f x f →→→++=［］,故(0)0f =；D .错，如()f x x =, 0()()lim0x f x f x x→--=，但(0)f '不存在.2. 若21()lim (1)tx x f t t x→∞=+，则()f t '= .2. 2(12)t t e +，221()lim (1)txt x f t t te x→∞=+=,所以()f t '=2()t te '=2(12)t t e +.3．设周期函数()f x 在()-∞∞,周期为3，且0(1)(1)li m 13x f f xx→--=，则曲线)(x f y =在点(4(4))f ,的切线斜率为 .3． -3，00(4)(4)(1)(1)(4)limlim x x f x f f x f f x x →→+-+-'==0(1)(1)limx f f x x →-+=-=0(1)(1)lim x f f t t →--=-0(1)(1)3lim 33x f f x x→--=-=-, 4. 已知(1)(2)(10)()(1)(2)(10)x x x f x x x x ---=+++ ，求(1)f '.4. 解：(1)f '1()(1)lim 1x f x f x →-=-1(1)(2)(10)(1)(2)(10) lim 1x x x x x x x x →---+++=- 1(2)(10)1(2)(9)lim (1)(2)(10) 2391011x x x x x x →---⋅--==+++⋅⋅⋅ =1110 - 5.设()f a '存在，求()()lim x a xf a af x x a→--.5. 解：()()()()()()lim lim x a x a xf a af x xf a af a af a af x x a x a→→--+-=--()()()lim x a f x f a f a a x a→-=--=()()f a af a '-6.设()max{f x x =，在区间(02)，内求()f x '.6.解：()max{,f x x x ==⎪⎩0112x x <≤<<,考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--1111lim lim ,12x x x --→→===-(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--11lim 1,1x x x +→-==- 所以，函数在1x =处不可导.故所求导数为：1()1,f x ⎧⎪'=⎨⎪⎩0112x x <<<< 7. 设函数()g x 在0x x =点连续, 且()()f x x a g x =-, 讨论()f x 在0x x =的可导性.7. 解：0000000()()()()limlimx x x x x x g x f x f x f x x x x x →→--'==-- (1)若0()0g x ≠，则0000()lim x x x x g x x x →--不存在，此时()f x 在0x x =不可导(2)若0()0g x =，则0000()()lim 0x x x x g x f x x x →-'==-，此时()f x 在0x x =可导.8. 验证下列命题：(1) 若定义在()-∞∞,内以周期为T 的周期函数()f x 可微，则()f x '也是以周期为T 的周期函数.(2) 若函数()f x 在()a a -,内是可微奇(偶)函数，则()f x '()a a -,内必为偶(奇)函数. 8. 证: (1)因()()f x T f x +=,又0()()()lim h f x h f x f x h→+-'=,因此00()()()()()lim lim h h f x T h f x T f x h f x f x T h h→→++-++-'+===()f x '(2) 若函数()f x 在()a a -,内是可微奇函数，则有0()()()lim h f x h f x f x h →-+--'-=0()()lim h f x h f x h →--+=0()()lim h f x h f x h→--=-=()f x ', 即证得：若函数()f x 在()a a -,内是可微奇函数，则()f x '()a a -,内必为偶函数. 同理可证得：若函数()f x 在()a a -,内是可微偶函数，则()f x '()a a -,内必为奇函数.9. 设函数()f x 可微，且()()()2f x y f x f y xy +=+-，(0)3f '=，求()f x . 9. 解：由()()()2f x y f x f y xy +=+-，令0x y ==,则(0)(0)(0)f f f =+，得(0)0f =()()()limy f x y f x f x y →+-'=0()()2()limy f x f y xy f x y→+--= 0()lim2y f y x y→=-(0)232f x x '=-=-因此()f x 23x x C =-+(C 为任意常数)，又(0)0f =则C =0，故()f x 23x x =- 10. 设在()-∞∞,内函数()f x 有定义, 且(0)0f =，(0)f C '=(0C ≠)，又2()s i n c o s xg x e x x =+, 对任意,x y 有关系式()()()()()f x y f x g y f y g x +=+成立，证明()()f x C g x '=⋅10. 证：0()()()lim y f x y f x f x y →+-'=0()()()()()lim y f x g y f y g x f x y→+-=00()1()()lim()limy y g y f y f x g x y y →→-=+00()(0)()(0)()lim ()limy y g y g f y f f x g x y y→→--=+ =()(0)()(0)f x g g x f ''+又 2()sin sin 2sin x x g x e x e x x '=+-，得(0)0g '= 故 ()()f x C g x '=⋅.。
微积分课件(导数与微分
第一节点导x0必数连的续。概念
19
另一方面，一个函数在某点连续却不一定
在该点可导。
y
y x
yx
例如, f ( x) | x |,
0
x
在 x 0处连续，但不可导.
第一节 导数的概念
20
第二节 函数和、差、积、商的求导法则
一、和、差、积、商的求导法则 三、复合函数的求导法则 四、基本求导法则与导数公式
x x0
x0
f ( x0 x) x
f ( x0 ) ;
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.
第一节 导数的概念
14
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.
第一节 导数的概念
5
f
(
x0
)或
dy dx
或
x x0
df ( x) dx
, x x0
即
f ( x0 )
y lim x0 x
lim
x0
f ( x0
x) x
f ( x0 )
其它形式
f
( x0 )
lim
h0
f (x0
h) h
f (x0 ) .
f ( x0 )
lim
x x0
f (x) x
f (x0 ) . x0
法线方程为
y
y0
f
1 (x ( x0 )
x0 ).
第一节 导数的概念
16
(2) 当f ( x0 ) 0时，
切线方程为 y y0
法线方程为 x x0
微积分第3章导数与微分
2021/4/21
9
三、左、右导数
定义 设函数 y = f(x) 在某U+(x0) (或 U-(x0))内有定义. 若
(或
)
存在，则称该极限值为 f 在点 x0 处的右 (左) 导数.
记作 f( x0 ) (或 f( x0 )) .
注：1. f 在x0可导 f 在 x0 的左, 右导数存在且相等.
f
(
x)
x
sin
1 x
,
x 0 与 f(x) = |x| 在 x = 0 处连续但不可导.
0, x 0
2021/4/21
11
例5. 求下列函数的导函数：
(1) c ( 常函数 ) ;
答案：0
记结论
(2) xn , ( n∈N+ ) ; (3) sin x ,
cos x ; (4) log ax ( a > 0, a≠1, x > 0 ) .
方法一：F(x, y) = 0 显化 y = f(x) 已有方法 求 y.
√ 方法二：F(x, y) = 0 两边同时求导 [F(x, y)] 0 求 y.
例6. 已知 y x ln y 确定了函数 y = f(x)，求 y.
（答案：
y
y ln y y x
）
2021/4/21
第三章 导数与微分
22
要牢记！
(1) (c) 0 (c为常数);
(2) ( x ) x1 (为任意实数 );
(3) (a x ) a x ln a, (ex ) ex ;
(4)
(log a
x)
1, x ln a
(ln
x)
1; x
(5) (sin x) cos x,(cos x) sin x ;
《高等数学》教案第三章导数与微分
《高等数学》教案第三章导数与微分教案之一：导数的定义和性质一、教学目标1.理解导数的概念和意义；2.学习导数的计算方法；3.掌握导数的基本性质；4.能够应用导数计算函数在其中一点的切线方程及函数的近似值。
二、教学重点和难点1.导数的概念和计算方法；2.导数的性质；3.函数在其中一点的切线方程的计算。
三、教学内容和方法1.导数的概念和计算方法通过解释导数的概念，引出导数的计算方法，并通过示例进行演示和讲解。
方法：讲解、示例演示、问题解答。
2.导数的性质介绍导数的基本性质，如导数为0的函数、导数的四则运算和导数的符号性。
方法：讲解、示例演示、问题解答。
3.函数在其中一点的切线方程的计算通过解释切线的概念，推导出切线方程的计算公式，并通过示例进行演示和讲解。
方法：讲解、示例演示、问题解答。
四、教学过程1.导数的概念和计算方法a.引出导数的概念和意义；b.讲解导数的计算方法，包括使用函数的极限和差商的方法，以及导数的几何意义；c.通过示例演示导数的计算方法。
2.导数的性质a.介绍导数为0的函数及其性质；b.讲解导数的四则运算和导数的符号性；c.通过示例演示导数的性质。
3.函数在其中一点的切线方程的计算a.解释切线的概念和意义；b.推导出切线方程的计算公式，包括斜截式和点斜式；c.通过示例演示切线方程的计算方法。
五、教学反思本节课主要介绍了导数的定义和性质，通过讲解、示例演示和问题解答，帮助学生理解了导数的概念和计算方法，掌握了导数的基本性质，以及函数在其中一点的切线方程的计算方法。
在教学中，应重点讲解导数的几何意义和切线的概念，帮助学生理解导数及其应用。
同时，通过举例说明导数性质的应用，激发学生的学习兴趣和思考能力。
在教学过程中，要注意引导学生思考问题，提高其自主学习的能力。
希望通过本次教学，学生能够掌握导数的概念和性质，并能够应用导数计算函数在其中一点的切线方程及函数的近似值。
导数与微分的笔记
导数与微分的笔记
导数和微分是微积分中非常重要的概念，以下是关于导数和微分的笔记：
一、导数
1. 定义：导数是函数在某一点处的变化率，即函数在该点处切线的斜率。
2. 求导公式：对于常见的函数，如幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等，有相应的求导公式。
3. 导数的几何意义：导数表示函数在某一点处的切线斜率。
4. 导数的物理意义：导数可以用来描述物理量的变化率，如速度、加速度等。
二、微分
1. 定义：微分是函数在某一点处的微小变化量，可以用导数来表示。
2. 微分公式：对于常见的函数，如幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等，有相应的微分公式。
3. 微分的几何意义：微分表示函数在某一点处切线的纵坐标的增量。
4. 微分的应用：微分可以用来近似计算函数在某一点处的取值，也可以用来求函数的极值和拐点等。
三、导数和微分的关系
导数和微分是密切相关的概念，导数是微分的商，微分是导数的线性主部。
在求导的过程中，我们实际上是在求函数的微分，并将其除以自变量的微分，得到导数。
高等数学第三章导数与微分
第一节 导数的概念
图3-1-2
第一节 导数的概念
四、 可导与连续的关系
定理2
如果函数y=f(x)在点x0处可导，则f(x)在点x0处连续， 其逆不真。
第一节 导数的概念
例6 求函数y=f(x)=|x|在x=0处的导数。 解 很明显，该函数在x=0处是连续的。又
当Δx<0时， =-1
当Δx>0时， =1
这说明，当Δx→0时，极限 数f(x)在x=0处不可导。
不存在，即函
第一节 导数的概念
五、 求导数举例
例7 求函数f(x)=sinx的导数.。 解 f′(x) =
=
=
= =cosx•1 =cosx
第二节 函数的求导法则
一、 函数的和、差、积、商的求导法则
定理1
设函数u(x)，v(x)在点x处可导，则它们的和、差、积、 商（除分母为零的点外）都在点x具有导数，且有以下法则：
导数的概念
函数的求导法则 函数的高阶导数
隐函数及由参数方程所确定的函数 的导数
偏导数 函数的微分及应用
第一节 导数的概念
一、 引例
1. 变速直线运动的瞬时速度
设做变速直线运动的质点在t时刻所经过的路程为s，即路程 s是时间t的函数 s=f（t） 。
则当时间由t0改变到t时，动点在Δt=t-t0这段时间内经过的 路程为Δs=f（t）-f（t0）。动点在Δt=t-t0这段时间内的平均速 度为
第二节 函数的求导法则
例4 求函数y=lnsinx的导数。
解
y′=(lnsinx)′
1
= sin x (sinx)′
= cos x
sin x
=cotx
第二节 函数的求导法则
高等数学武大社课件第三章导数与微分
定义2 设函数y=f(x)在点x0的某左（右）邻域内有定义，若
存在，则称y=f(x)在点x0的左(右)导数存在,记作f′-(x0)(f′+(x0)). 函数的左(右)导数，又称函数的单侧导数.
显然，当函数y=f(x)在点x0处导数存在时，有结论：
f′(x0)
f′-(x0)和右导数f′+(x0)存在并且相等.
第一节 导数的概念
以上两个问题，虽然它们所代表的具体内容不同，但从 数量上看，它们有共同的本质：都是计算当自变量的增量趋 于零时，函数的增量与自变量的增量之比的极限.在自然科学 、工程技术问题和经济管理中，还有许多非均匀变化的问题 ，也都可归结为这种形式的极限.因此，抛开这些问题的不同 的实际意义，只考虑它们的共同性质，就可得出函数的导数 定义.
一、导数概念的两个引例 为了说明微分学的基本概念——导数，我们先讨论以下两 个问题：速度问题和切线问题. 1. 变速直线运动的瞬时速度 我们知道在物理学中，物体做匀速直线运动时，它在任何 时刻的速度可由公式
v=s/t
第一节 导数的概念
来计算，其中s为物体经过的路程，t为时间.如果物体作非匀 速运动，它的运动规律是s=s(t)，那么在某一段时间［t0，t1 ］内，物体的位移(即位置增量)s(t1)-s(t0)与所经历的时间(即 时间增量)t1-t0的比，就是这段时间内物体运动的平均速度.我 们把位移增量s(t1)-s(t0)记作Δs，时间增量t1-t0记作Δt，平均 速度记作v，得
高等数学
directories
目
录
第三章 导数与微分
• 第一节 导数的概念 • 第二节 函数的求导法则 • 第三节 高阶导数 • 第四节 相关变化率 • 第五节 函数的微分
微积分讲义_第三章-一元函数的导数和微分
3.6 导数和微分在经济学中的简单应用，由于知识体系的关联性，我们把本节放到第四章后面讲。
例11.求
的导数
【答疑编号11030311：针对该题提问】
例12.求
的导数
【答疑编号11030312：针对该题提问】
例13.求
的导数
【答疑编号11030313：针对该题提问】
例14.求
的导数
【答疑编号11030314：针对该题提问】
例15.（教材习题3.2，8题）已知 【答疑编号11030315：针对该题提问】
切线方程为 法线方程为
例8、求双曲线
处的切线的斜率，并写出在该点处的切线方程和法线方程。
【答疑编号11030108：针对该题提问】
解 由导数的几何意义, 得切线斜率为
所求切线方程为
法线方程为
六、可导与连续的关系 1.定理 凡可导函数都是连续函数. 注意：该定理的逆定理不成立，即：连续函数不一定可导。 我们有：不连续一定不可导 极限存在、连续、可导之间的关系。
2.连续函数不存在导数举例
例9、讨论函数
在x=0处的连续性与可导性。
【答疑编号11030109：针对该题提问】
解：
例10、 P115第10题
设
，α在什么条件下可使f（x）在点x=0处。
（1）连续；（2）可导。 【答疑编号11030110：针对该题提问】 解：（1）
（2）
七、小结 1.导数的实质：增量比的极限； 2.导数的几何意义：切线的斜率； 3.函数可导一定连续，但连续不一定可导；
第三章 一元函数的导数和 微分
一、问题的提出 1.切线问题 割线的极限位置——切线位置
3.1 导数概念
如图，如果割线MN绕点M旋转而趋向极限位置MT，直线MT就称为曲线C在点M处的切线. 极限位置即
《经济数学》课件 第三章 导数与微分
定 义
在曲线L上点 P0附近，再取一点P，作割线P0 P ，当点P沿曲 线L移动而趋向于P0 时，割线P0 P 的极限位置P0 T 就定义为曲线L
在点 P0处的切线．
3.1
切线的斜率为
k tan lim tan lim y lim f (x0 x) f (x0 )
x x0
x0
x
LOGO 正文.第三章
f(0)
lim
x0
y x
lim
x0
|x| x
lim
x0
x x
1
f(0)
lim
x0
y x
lim
x0
|x| x
lim
x0
x x
1
左、右导数不相等，故函数在该点不可导．由此可见，函数连续是
可导的必要条件而不是充分条件．
目录页
第 15 页
第二节 函数的求导法则和基本求导公式
• 一、 函数求导的四则运算法则 • 二、 复合函数的求导法则 • 三、 基本初等函数的求导公式
dx du dx
设 y f (u) ，u (v) ，v (x) ，则复合函数 y f {[ (x)]}
对 的导数是
yx yu uv vx
以上复合函数求导公式又称为链式法则，可以推广到更
多层的复合函数．
第 19 页
LOGO 正文.第三章
第 20 页
求第
导二
公节
式 函
数复
的合
求函
导 法 则
数
∣△t ∣很小时， v可作为物体在 t0时刻瞬时速度．即
的
概 念
v(t0 )
lim v
t 0
lim
t 0
第三章,导数的应用
那么至少存在一个 a,b， 使得
(5)泰勒中值定理
f (b) f a f g b g a g .
设 f (x) 在区间I上n+1阶可导，x0 I，那么 xI ，至少存在一个 使
f (x)=f
x0
f x0 (x x0 )
f
x0
2!
(
x
x0
)2
f
(
n) x0
n!
(x
x0
)n
f (n1)
n
1!
(
x
x0
)n1
其中 介于 x0与x 之间.
2、极值与最值 (1)函数的极值 1)极值的概念
函数的极大值与极小值统 称为函数的极值 使函数取 得极值的点称为极值点
设函数 f (x) 在区间(a,b)内有定义 x0 (a,b) 如果在 x0 的某一去心邻域内 有 f (x) f (x0) 则称 f (x0 ) 是函数 f (x) 的一个极大值 如果在 x0 的某一 去心邻域内有 f (x) f (x0 )，则称 f (x0 )是函数 f (x)的一个极大值.
(2)函数的最值 求函数在 [a,b]上的最值的步骤如下： 计算函数 f (x) 在一切可能极值点 x1 , x2 , , xm的函数值，并将它们与 f (a), f (b)相比较，这些值中最大的就是最大值，最小的就是最小值；即
M max f (x1), f (x2), , f (xm), f (a), f (b) m min f (x1), f (x2), , f (xm), f (a), f (b)
特别：当 f (x) 在[a,b] 上单调时最值必在端点处达到.
3、曲线的凹凸性与拐点
(1)曲线的凹凸性
高数——导数的概念
解
设点
P0
(
x0
,
1 x0
)
是双曲线上的点，由于
y
'
=
(
1 x
)
'
=
−
1 x2
故双曲线在点P0 的切线
P0T
的斜率为k0
=
−
1 x02
由于P0T / / L，而 L 的斜率为
− 1，故 4
k0
=
−
1 4
即
− 1 =−1
x02
4
从而
x02 = 4
x0 = ±2
由此可知双曲线在点
⎛ ⎜⎝
2,
对
x
的导数，并记作
y
'
或
dy dx
d f (x) dx
，或
df dx
，也可记作
d dx
y
或
例 3 求函数 f (x) = C（常数）的导数
解 在任意一点x ，由于Δy = f (x + Δx) − f (x) = C −C = 0 ，
故 f '(x) = 0 .所以常数的导数恒等于零.即(C) ' = 0
ϕ
′(
x)
=
⎧x2 ⎨
+
1,
⎩3x,
x<0 x≥0
在点x = 0是否可导
解 因为ϕ(0+ )=ϕ(0)=0,ϕ(0− )=1故ϕ(x)=在点x = 0不连续,
从而在点x = 0必不可导.
f
'(x0 ) =
lim
Δx→0
Δy Δx
=
lim
Δx→0
f
导数与微分
若是由方程确定的可导函数，则其导数()yfx=(,)0Fxy=()fx′可由方程(,())0dFxfxdx=
求得．即隐函数求导法则是：把方程两边对x求导，注意y是x的函数，然后从求导后得到的等式中解出．
（5）对数求导法则
若，分别可导，则幂指函数可两边取对数化成隐函数求导数． ()ux()vx()()vxyux=
解 （1）因为441(13)(13)yxx?==??
所以45[(13)]4(13)(13)yxx??′′=?=????
551212(13)(13)xx?=?=?
（2）11222221()(1)1[(1)]1(1)(1)2fxxxxxx?′′′′=+?=+?=+???
12221(1)11xxxx?=+?=+?
（5）理解高阶导数的概念，会求简单函数的n阶导数．
（6）理解函数的微分概念，掌握微分法则，了解可微与可导的关系，会求函数的一阶微分．
二、内容提要
1．导数概念
导数是由变速直线运动的瞬时速度的曲线的切线斜率等具体的变化率总是抽象而产生的，是极限概念的具体应用．
(1) 定义：设函数在点()yfx=0x和某个邻域内有定义，当自变量在0x处取得改变量时，函数(0)xΔ≠()fx取得相应的改变量00()( yfxxfxΔ=+Δ?，如果当0xΔ→时，yxΔΔ的极限存在，即0000()(limlimxx fxxfxyxxΔ→Δ→+Δ?Δ=ΔΔ
a．求函数增量的近似公式
()ydyfxx′Δ≈=Δ
b．求函数在某点附近的函数值的近似公式
00()()()() fxfxfxxx′≈+?
高数)第3章：微分中值定理与导数的应用共91页
在(2, 3)内至少存在一点 2，使f (2)0，2也是f (x)
的一个零点。 f (x) 是二次多项式，只能有两个零点，分别在区间
(1, 2)及(2, 3)内。
可导函数的两个零点之间必有其导数的零点。
9
3.将拉罗 格尔 朗日定(L理ag条 ran件 gfe(中 )a中)去 值f(定b掉 )理,得到
第一节 微分中值定理
微分中值定理的核心是拉格朗日(Lagrange) 中值定理，费马定理是它的预备定理，罗尔定理 是它的特例，柯西定理是它的推广。
1. 预备定理——费马(Fermat)定理
若函f数 (x)在(a,b)内一x0取 点得 最值 且f(x)在x点 0可 导 ， f(x则 0)0.
费马（Fermat，1601-1665），法国人，与笛卡尔共 同创立解析几何。因提出费马大、小定理而著名于世。
1
2
y
几何解释:
曲线在最高点和最低点 显然有水平切线，其斜
率为 0，当切线沿曲线连 o
续滑动时，就必然经过 位于水平位置的那一点 .
yf(x)
1
2
x
3
证明: 只就f (x)在x0达到最大值证明。
由f于 (x)在 x0达到最大值x， 0所 x在 (以 a,b)内 只 , 要
就f有 (x0x)f(x0), 即 f(x 0 x ) f(x 0 ) 0 ,
从f(而 x 0 x )f(x 0)0 ,当 x0 时 ; x
f(x0 x)f(x0)0,当 x0时 ; x
这 f(x 样 0 0 ) lx 0 im f(x 0 x x ) f(x 0 ) 0 f(x 0 0 ) lx i0 m f(x 0 x x )f(x 0) 0 .
3.1 导数的概念
五、单侧导数
2
一、 引例
1. 变速直线运动的速度
设描述质点运动位置的函数为
则 到 的平均速度为
f (t ) f (t 0 ) v t t0
自由落体运动
s 1 gt 2
2
而在 时刻的瞬时速度为
f (t ) f (t 0 ) v lim t t0 t t0
在 t 0 时刻的瞬时速度
f ( t 0 )
o
f (t0 )
f (t )
t0
t
s
曲线 C : y f ( x ) 在 M 点处的切线斜率
y
y f (x )
N
f ( x0 )
C
M
x0
T
说明: 在经济学中, 边际成本率,
o
x x
边际劳动生产率和边际税率等从数学角度看就是导数.
7
y f ( x) f ( x0 ) x x x0
f ( x ) f ( 0) sin x sin 0 f (0) lim lim x 0 x 0 x0 x0
sin x lim 1 x 0 x
f (0) 1
函数f ( x )在x 0处可导。
17
内容小结
1. 导数的实质: 增量比的极限; f ( x0 ) f ( x0 ) a 2. f ( x0 ) a
9
例如， (
1 x ) ( x 2 ) 1 2
1 x 2
1 2 x
1 1 1 1 1 ( x ) x 2 x x
3 ) ( x 4 )
第三章 导数与微分 《经济数学》PPT课件
03
第3章 导数与 微分
PART
03
3.1
导数
导数是数学中的一个分支——微积分的两个基本概念之一,它
表示一个函数的因变量相对于自变量的变化的快慢程度,即因变 量关于自变量的变化率.事物总是在不断地运动和变化的,而描述 这种运动和变化离不开变化率,导数就是对现实生活中各种各样 的变化率的一种统一的数学抽象.导数是微积分以及实际生活中 应用极其广泛的概念,其应用范围包括函数性态的描述、曲线的 描绘、最优化问题的讨论以及变化率的分析等.
,
即函数在点x=0处的右导数不存在,所以函数f(x)在点x=0处的导
数不存在.
3. 1. 5
高阶导数
在本小节中,我们将讨论一个量的变化率的变化率.这样的变化率 有很多种,例如,汽车的加速度是它的速度关于时间的变化率,而 速度本身又是路程关于时间的变化率.如果路程的单位是千米,时 间的单位是小时,那么速度(路程关于时间的变化率)的单位是千 米/小时,而加速度(速度的变化率)的单位则是千米/小时2.
上述有关变化率的变化率的问题,在经济上是常用的.例如,在通 货膨胀时期,你可以听到经济部门的报告指出,“尽管通货膨胀率 在增长,但其增长速度在减缓”,就是指物价在上涨,但已经不比 以前那样增长得快了.
3. 1. 5
高阶导数
1) 高阶导数的概念 ➢ 设函数y=f(x)关于x的变化率由其导函数f '(x)给出.类似地,函数f
3.2 1 微分的定义
关于微分定义的几点说明: ➢ (1)函数的微分dy是Δx的一次函数,它不仅与Δx有关,而且与x也
有关.函数的微分dy与Δy只差一个比Δx高阶的无穷小,它是Δy的 主要部分,所以也称微分dy是函数改变量Δy的线性主部. ➢ (2)若函数y=f(x)在x处的改变量Δy可以表示成Δx的线性函数 k(x)Δx与一个比Δx高阶的无穷小之和Δy=k(x)Δx+o(Δx),则称 函数y=f(x)在点x处可微. ➢ (3)由于自变量x的微分dx=(x)'Δx=Δx,故dx可理解为自变量x的 改变量Δx.于是dy=f '(x)Δx=f '(x)dx,即函数的微分等于函数的 导数乘上自变量的微分.
- 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)。
第三章 导数与微分一. 单项选择题3.1 曲线x y sin =在点π=x 处的切线方程是 ( );(A) π+=x y (B) π+-=x y (C) π-=x y (D) 2π+-=x y3.2 曲线x e y =在1=x 点处的切线为 ( ) ；(A) 12+-=e ex y (B) 1+-=e x y (C) 1-+=e x y (D) ex y = 3.3 设()f x 在0x 处可导，则000()()limx f x x f x x∆→-∆-=∆( ).(A) 0'()f x -- (B) 0'()f x - (C) 0'()f x - (D) 0'()f x 3.4 设方程022=+-xy y x 确定y 是x 的函数，则=dxdy( ); (A)x y y x -+22 (B) x y y x +-22 (C) y x x y +-22 (D) yx xy -+223.5 设()f x 在0x 处可导，则=--→hh x f x f h )()(lim000( ).(A) 0'()f x (B)0'()f x - (C) 0'()f x - (D) 0'()f x --3.6 设参数方程⎪⎩⎪⎨⎧+=+=t y tt x cos 1sin 确定y 是x 的函数，则=dx dy ( );(A) ttsin cos 1+ (B) t t sin cos 1- (C) t t cos 1sin + (D) t t cos 1sin +-3.7 设)1ln()(2x x f +=，则=∆-∆-→∆xx f x x f x )()(lim000（ ）; (A)20012x x +- (B) 20012x x + (C) 2011x + (D) 211x +- 3.8 设x x f arctan )(=，则=∆∆+-→∆xx f f x )20()0(lim（ ）;(A) 1- (B) 1 (C) 2- (D) 23.9 设方程0)cos(=+-y x y 确定y 是x 的函数，则=dxdy( ); (A))sin(1)sin(y x y x +++-(B) )sin(1)sin(y x y x +++(C) )sin(1)sin(y x y x +-+ (D) 1)sin()sin(-++y x y x3.10 若0()(0)limx f x f A x→-=，则下列式子正确的是( ).(A) (0)0f = (B) (0)f A = (C) (0)f A '= (D)'(0)0f = 3.11 曲线ln y x =在点(1,0)处的切线方程为 ( );(A) 1y x =- (B) 1y x =-+ (C) 1y x =+ (D) 1y x =-- 3.12设方程10yxe y +-=确定y 是x 的函数，则dydx= ( ); (A) ye - (B) 1y y e xe -+ (C) y ye xe -- (D) 1x - 3.13设x xf arccos )( =，则=⎪⎭⎫⎝⎛'21f ( ); (A)41 (B) 1 (C) 1- (D) 213.14设xx f 2)(=，则()()000lim x f x f x∆→+∆-=∆（ ）；(A) ln 2 (B)1ln 2 (C) ln 2- (D) 1ln 2- 3.15设()f x 在点x a =处可导, 则0()()limx f a x f a x x→+--=( )； (A) (2)f a ' (B) ()f a ' (C) 2()f a ' (D) 03.16若曲线2y x ax b =++和3210xy y --=在点)1,1(-处相切，其中b a ,是常数，则( )；(A) 2,0-==b a (B) 2,1-==b a (C) 1,3=-=b a (D) 1,1-=-=b a 3.17 设()f x 在点x a =处可导, 则0(3)()limx f a x f a x→+-=( )；(A) (3)f a ' (B) 3()f a ' (C) ()f a ' (D) 03.18 设)(x f 在0x 处可导，则（ ）等于2)(0x f '（A ）000(2)()limx f x x f x x ∆→+∆-∆ （B ）000()()lim 2x f x x f x x∆→-∆-∆（C ）000(2)()lim x f x x f x x ∆→-∆+∆ （D ）000()()lim 2x f x f x x x∆→--∆∆3.19 设()arcsin,2x f x =则=⎪⎭⎫⎝⎛'21f ( ) (A)(B) (C) (D) 3.20 曲线ln 1y x =+过曲线上点(1,1)的法线方程为（ ）（A ） 22-=x y （B ） 22+=x y （C ） 2y x =-+ （D ） 2-=x y 3.21 设)(x f 在0x 处可导，则（ ）等于)(0x f ' （A ）000()()lim2h f x h f x h h →+-- （B ）000()(2)lim h f x h f x h h→+-+（C ）000(2)()limh f x h f x h h →+++ （D ）000()()lim 2h f x f x h h→--3.22 设0,()0cos ,x x e a f x x a x ≤⎧-=⎨>⎩在0x =连续，则常数a 应是（ ）（A ）2a = （B ）1a = （C ）0a = （D ）12a =3.23 设()()ln 12xf x e =+则()='0f ( )(A) ln 3 (B) 13 (C) 23 (D) 123.24 曲线2xy e x =+过曲线上点(0,1)的切线方程为（ ）（A ） 113y x =-- （B ） 113y x =+ （C ） 31y x =+ （D ） 21y x =+ 3.25 设)(x f 在0x 处可导，则（ ）等于)(0x f ' （A ）x x f x x f x ∆+∆+→∆)()(lim000（B ）x x f x x f x ∆-∆-→∆)()(lim 000（C ）x x f x x f x ∆+∆-→∆)()(lim000（D ）xx x f x f x ∆∆--→∆)()(lim 0003.26 设⎩⎨⎧>-≤=1,11,)(2x ax x x x f 在1=x 连续，则a 应是（ ）（A ）1=a （B ）0=a （C ）2=a （D ）3=a 3.27 设,2tan)(x x f =则=π')2(f ( ) (A) 1 (B) 0 (C) ∞ (D) 413.28 曲线12+=x e y 过曲线上点)2,0(的切线方程为（ ）（A ） 22-=x y （B ） 22+=x y （C ） 2+=x y （D ） 2-=x y 3.29 设,ln )(2x x f =则=')(e f ( )(A) 1 (B) e (C) ∞ (D)e2 3.30 曲线223++=x x y 过曲线上点)2,0(的切线方程为（ ） （A ） 22-=x y （B ） 22+=x y （C ） 2+=x y （D ） 2-=x y 3.31 下列函数中，( )在0=x 处导数不为零;(A))1(x x y -= (B)x e x y -+= (C))1ln(2x y -= (D)x x y arctan -= 3.32 已知x x f dx d 1)1(2=,则=')21(f ( )； (A)21 (B)21(C) 1- (D) 2 3.33设⎪⎩⎪⎨⎧≤>-=,0),(,0,cos 1)(2x x g x x xxx f 其中)(x g 是有界函数，则)(x f 在0=x 处( )； (A) 不连续 (B) 不可导 (C) 连读但不可导 (D) 连续且可导 3.34 已知)ln()(22a x x x f ++=，则=')(x f ( ) ；(A)22a x + (B) )ln(22a x x ++ (C) 221a x + (D) 22a x x ++3.35 设2arctan )(x x f =,则xx x f x f x ∆∆--→∆)()(lim000= ( );(A) 4011x + (B) 40201x x + (C) 402012x x +- (D) 42012x x +3.36 设函数⎩⎨⎧≥-<+=0,10,12)(22x x x x x f ，则结论 ( ) 不成立; (A) )0(f '不存在 (B) 0≠x 时，)(x f '存在. (C) 0)(lim 0='→x f x (D) 1)0()(lim=∆-∆→∆xf x f x3.37 设2tan ln 2x y =，则=dx dy ( ); (A) 2csc 2x x (B) 2csc x x (C) 2csc x (D) 2cot x x3.38 函数)(x f 在0x 满足)()(00x f x f +-'='，则下列说法错误的是( ) (A) )(x f 在0x 可导 (B) )(x f 在0x 可微 (C) )(x f 在0x 连续 (D) )(x f 在0x 有极值 3.39 若nx e x f =)(,则=)()(x fn ( )(A) nxne n (B) nxe (C) nxn e n 1- (D) nx n e n 1+3.40 设)(x y y =由方程03ln 222=++-y x xy确定，则='y ( )；(A) 14)(22--='xy y x y (B) 14)(22+-='xy x y y(C) 1431)(22++-='xy y x y (D) 14)(22+-='xy y x y3.41 设322tan ++=x x e y , 则='y ( )(A) )1(2sec 3232222+⋅⋅++++x e e x xx x (B) 3232222sec ++++⋅x xx xe e(C)64232221+++++x x x xee (D)64232221+++++x x x xee )1(2+x3.42 函数)(x f 在0x 点处可微是)(x f 在0x 点处连续的( ) (A) 充分必要条件 (B) 充分非必要条件(C) 必要非充分条件 (D) 既非充分又非必要条件 3.43 若nx e x f =)(, 则=)()(x fn ( );(A) n x n e n 1 (B) n x n e n 11- (C) n x e n1(D) n xe二．填空题 3.44 ⎩⎨⎧==t y t x 2c o s s i n，则==|4πt dx dy3.45 设yx e xy +=，则微分=dy3.46 设)(x f 在0=x 处可导，则=--→xx f x f x )()(lim3.47 设0ln =-y xy ,==0x dx dy3.48 设x e y x 2arctan -=，则微分=dy 3.49 曲线⎩⎨⎧-=-=ty tt x cos 1sin 在点2π=t 处的切线方程是3.50 设x ey xsin ln 2=，则微分=dy3.51 设方程0=-+e xy e y 确定y 是x 的函数，则其微分=dy3.52 设xe y x+=12，则微分=dy3.53 曲线⎩⎨⎧-=-=321tt y t x 在点1=t 处的切线方程是 3.54 设x y x =，则微分=dy3.55 设参数方程(sin )(1cos )x a t t y a t =-⎧⎨=-⎩确定y 是x 的函数，则dy dx = 3.56 设ln sin y x x =，则微分=dy 3.57 设(1)(2)(3)y x x x x =---，则x dydx==3.58 设2ln(1)arctan x t y t t⎧=+⎨=-⎩，则d d yx = 3.59 设1yexy -=，则(0)y '=3.60 设,1arccos)(xx f =则=')(x f 3.61 设)(x f 可导，且满足12)()(lim000-=--→hh x f x f h , 则曲线)(x f y =在 ))(,(00x f x 处的切线斜率为3.62 设20)21(x y -=，则='y 3.63 设)(0x f '存在，则=--+→hh x f h x f h )2()(lim0003.64 设xey 1sin=，则='y三．计算题与证明题3.65 求曲线3x y =在点（1,1）处的切线方程和法线方程3.66 问函数⎩⎨⎧≥<=0)(32x xx x x f 在0=x 处是否连续，是否可导？ 3.67 问x 取何值时，曲线2x y =的切线与曲线3x y =的切线相互垂直？ 3.68 求曲线⎩⎨⎧==ty t x sin 2cos 在4π=t 处的切线方程和法线方程.3.69 试问函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0001arctan)(x x xx x f 在0=x 处是否连续，是否可导？3.70 试问函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠--=1011)1sin()(x x x x x f 在1=x 处是否连续，是否可导？3.71 已知)(x f 在1=x 处连续，且1)(lim1-→x x f x =2，求)1(f ' 3.72 设x x y )11(+=，求dxdy 3.73设⎩⎨⎧-=-=331tt y t x ，求,dx dy 22dx yd 3.74设⎩⎨⎧==-tte y e x 23，求,dx dy 22dx y d 3.75设)(x f 在a x =处可导，求ax x af a xf ax --→)()(lim。