导数和微积分

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导数与微分的计算

导数与微分的计算

导数与微分的计算计算导数和微分是微积分学中的重要概念和技巧。

导数和微分的计算涉及多种方法和公式,本文将介绍其中的几种常见方法,并通过例子来说明具体计算的步骤和技巧。

一、导数的计算方法导数是用来描述函数在某一点的变化率的概念,计算导数的方法有几种:1. 用极限定义计算导数根据导数的定义,对于函数f(x),其在点x=a处的导数f'(a)可以通过以下极限计算得到:f'(a) = lim┬(h→0)⁡〖(f(a+h)-f(a))/h〗其中,h是一个无限趋近于0的实数。

2. 使用导数的性质进行计算导数具有一些性质,如导数的加减乘除法则和链式法则等,利用这些性质可以简化导数的计算过程。

例如,如果已知函数f(x)和g(x)的导数分别为f'(x)和g'(x),那么可以利用加减法则计算复合函数的导数: (f(x)±g(x))' = f'(x)±g'(x)同样,利用乘法法则可以计算两个函数相乘的导数:(f(x)·g(x))' = f'(x)·g(x) + f(x)·g'(x)二、微分的计算方法微分是函数在某一点的线性近似,计算微分的方法有以下两种:1. 使用导数进行微分计算根据微分的定义,函数f(x)在点x=a处的微分df可以表示为: df = f'(a)·dx其中,dx是自变量的增量。

2. 利用微分的性质进行计算微分具有一些性质,如微分的线性性和链式法则等,利用这些性质可以简化微分的计算过程。

例如,如果已知函数f(x)和g(x)的微分分别为df和dg,那么可以利用线性性计算复合函数的微分: d(f(x)±g(x)) = df±dg同样,利用链式法则可以计算复合函数的微分:d(f(g(x))) = f'(g(x))·dg三、导数与微分的计算举例下面通过几个例子来具体说明导数与微分的计算过程和技巧:例1:计算函数f(x) = x²在点x=2处的导数和微分。

导数微积分公式

导数微积分公式

导数、微分、积分公式总结导数】(1)( u ±v) = u ±J(2) ( u v ) '= u'v+ u v'(记忆方法:U V + u v,分别在(3)( c u) '= c u'(把常数提前)(4 )1 ——I = ---------------v2关于微分】左边:d 打头右边:dx 置后再去掉导数符号 '即可【微分】设函数u= u ( x),v= V (x)皆可微,则有:1) d( u ±V ) = du ± dV2) d( u V )= du V + u dV厂u、du -V— udv3) dI ——I = ——————J V丿V2( 5)复合函数(由外至里的“链式法则”) dy--- =f ' ( u) •(<)dx其中y = f ( u), u = © ' (x)( 6)反函数的导数:1[f _(y)]'= -------------f'( x)其中,f ' (x)工0【导数】注:【】里面是次方的意思( 1 )常数的导数:( c) = 0(2 ) x的a次幂:“V上加')1】ax3) 指数类:x】x】lnax】x】4) 对数类:log ——log e 其中 a z 1)xlnalnx)x(5)正弦余弦类:(sinx) '= cosx(cosx) '= —sinx【微分】注:【】里面是次方的意思(1 )常数的微分:dC = 0(2) x的a次幂:【a 【a — 1】d x = ax dx3)指数类:【x】【x】da = a(其中a > 0 , az 1)lnad【x】【x】de =e dx4)对数类:1dlog x = ------ log e = -------- d x 其中a > 0 , a z 1)x a xlnadlnxx5)正弦余弦类:dsinx = cosxdx dcosx = —sinxdx导数】6)其他三角函数:(tanx) '= --------- = sec2xcos2x1(cotx )'= ————— = —csc2xsin2x(secx) '= secx •anx(cscx) '= —cscx cotx7 )反三角函数:1(arcsinx) ' = -------------- (—1 < x < 1)/V 1 — x21(arccosx) '= ————————(—1 < x <1)/V 1—x21( arctanx ) '= —————1 +x21( arccotx ) '= ——————1 +x2微分】6)其他三角函数:1dtanx = ———— = sec2xdxcos2xdcotx-csc2xdxsin2xdsecx = secx •anxdxdcscx = —cscx cotx dx7)反三角函数:1darcsinx = ------------ dx (—1 < x < 1)/V 1 — x21darccosx = ————————dx (—1 < x <1)/V 1—x21darctanx = —————dx1+x21darccotx = ——————dx1+x2导数的应用(一) ——中值定理特殊形式【拉格朗日中值定理】 ----------- 【罗尔定理】【拉格朗日中值定理】如果函数y = f (x)满足:(1 )在闭区间〔a , b〕上连续;(2)在开区间(a , b) 上可导。

导数微积分公式大全

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【导数】 注:【】里面是次方的意思 (1)常数的导数: (c)′= 0 (2)x 的 α 次幂: ╭ 【α】╮′ 【α - 1】 │x │ = αx ╰ ╯ (3)指数类: ╭ 【x】╮′ 【x】
1
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,通系电1,力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配,机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2,下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷,32调需3各控要类试在管验最路;大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷,下安要与全加过,强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中;中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整,理核或高对者中定对资值某料,些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒,卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置,接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资,,料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气,敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术,技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方;资式对料,整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资,课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试,且技合进术理行,利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。:对对在于于分调差线试动盒过保处程护,中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技,,术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板,变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生;握内同图部一纸故线资障槽料时内、,设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷,试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高,技中要术资进资料行料试检,卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

导数微积分公式大全

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导数微积分公式大全导数是微积分中非常重要的概念,它表示函数在其中一点的变化率。

为了计算导数,我们需要使用一系列的微积分公式。

下面是一份包含最常用的导数公式的清单:1.基本导数公式:-常数函数:如果f(x)=c,则f'(x)=0,其中c是一个常数。

- 幂函数:如果f(x) = x^n,则f'(x) = nx^(n-1),其中n是一个实数。

-指数函数:如果f(x)=e^x,则f'(x)=e^x。

- 对数函数:如果f(x) = ln(x),则f'(x) = 1/x。

- 正弦函数:如果f(x) = sin(x),则f'(x) = cos(x)。

- 余弦函数:如果f(x) = cos(x),则f'(x) = -sin(x)。

- 正切函数:如果f(x) = tan(x),则f'(x) = sec^2(x)。

2.基本运算规则:- 常数乘法规则:如果f(x)和g(x)都是可导函数,且c是常数,则(cf(x))' = c(f'(x))。

-加法规则:如果f(x)和g(x)都是可导函数,则(f(x)+g(x))'=f'(x)+g'(x)。

-乘法规则:如果f(x)和g(x)都是可导函数,则(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。

-除法规则:如果f(x)和g(x)都是可导函数,则(f(x)/g(x))'=(f'(x)g(x)-f(x)g'(x))/(g(x))^23.链式法则:-如果h(x)=f(g(x)),其中f和g都是可导函数,则h'(x)=f'(g(x))g'(x)。

4.反函数法则:- 如果y = f(x)是可导函数,且在x处有非零的导数,则它的反函数x = f^(-1)(y)的导数为(dx/dy) = 1/(dy/dx)。

5.高阶导数:-如果f(x)的导数f'(x)存在,则f'(x)的导数称为f(x)的二阶导数,记作f''(x),依此类推。

导数微积分公式大全

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导数、微分、积分公式总结【导数】(1)(u ± v)′=u′±v′(2)(u v)′=u′v+ u v′(记忆方法:u v + u v ,分别在“u”上、“v”上加′)(3)(c u)′= c u′(把常数提前)╭u╮′u′v- u v′(4)│——│=———————( v ≠ 0 )╰v╯v²【关于微分】左边:d打头右边:dx置后再去掉导数符号′即可【微分】设函数u=u(x),v=v(x)皆可微,则有:(1)d(u ± v)= du ± dv(2)d(u v)= du·v + u·dv╭u╮du·v - u·dv(3)d│——│=———————( v ≠ 0 )╰v╯v²(5)复合函数(由外至里的“链式法则”)dy——=f′(u)·φ′(x)dx其中y =f(u),u =φ′(x)(6)反函数的导数:1[ fˉ¹(y)]′=—————f′(x)其中,f′(x)≠ 0【导数】注:【】里面是次方的意思(1)常数的导数:(c)′=0(2)x的α次幂:╭【α】╮′【α -1】│x│=αx╰╯(3)指数类:╭【x】╮′【x】│a│=alna(其中a >0 ,a ≠ 1)╰╯╭【x】╮′【x】│e│=e╰╯(4)对数类:╭╮′1 1│logx│=——log e=———(其中a >0 ,a ≠ 1)╰a╯x a xlna1(lnx)′=——x(5)正弦余弦类:(sinx)′=cosx(cosx)′=-sinx【微分】注:【】里面是次方的意思(1)常数的微分:dC =0(2)x的α次幂:【α】【α -1】dx=αxdx(3)指数类:【x】【x】da=alnadx(其中a >0 ,a ≠ 1)【x】【x】de=edx(4)对数类:1 1dlogx=——log e=———dx(其中a >0 ,a ≠ 1)a x a xlna1dlnx =——dxx(5)正弦余弦类:dsinx =cosxdxdcosx =-sinxdx【导数】(6)其他三角函数:1(tanx)′=————=sec²xcos²x1(cotx)′=-————=-csc²xsin²x(secx)′=secx·tanx(cscx)′=-cscx·cotx(7)反三角函数:1(arcsinx)′=———————(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1(arccosx)′=-———————(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1(arctanx)′=—————1+x²1(arccotx)′=-—————1+x²【微分】(6)其他三角函数:1dtanx =————=sec²xdxcos²x1dcotx =-————=-csc²xdxsin²xdsecx =secx·tanxdxdcscx =-cscx·cotx dx(7)反三角函数:1darcsinx =———————dx(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1darccosx =-———————dx(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1darctanx =—————dx1+x²1darccotx =-—————dx1+x²导数的应用(一)——中值定理特殊形式【拉格朗日中值定理】—————→【罗尔定理】【拉格朗日中值定理】如果函数y =f(x)满足:(1)在闭区间〔a ,b〕上连续;(2)在开区间(a ,b)上可导。

导数和微分的关系

导数和微分的关系

导数和微分的关系
导数微分积分三者关系:导数是函数图像在某一点处的斜率;积分是微分的逆运算,即知道了函数的导函数,反求原函数。

微分是指函数图像在某一点处的切线在横坐标取得增量Δx以后,纵坐标取得的增量,一般表示为dy。

1、导数也叫导函数值,又名微商,是微积分学中重要的基础概念,是函数的局部性质。

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。

2、微分虽然看起来和导数很像,但微分本质上和导数是不同的。

举个例子,设y=x^2那么有Δy=2xΔx+(Δx)^2,由于(Δx)^2是Δx的高阶无穷小,那么原函数就可微,线性主部也就是导数就是2x。

所以对于高中只会出现的一元函数你可以简单理解为导数就是微分的线性主部。

3、积分是微积分学与数学分析里的一个核心概念。

通常分为定积分和不定积分两种。

直观地说,对于一个给定的正实值函数,在一个实数区间上的定积分可以理解为在坐标平面上,由曲线、直线以及轴围成的曲边梯形的面积值。

导数与微积分

导数与微积分

导数与微积分导函数导函数的概念涉及:的对于区间 , 上任意点处都可导,则在各点的导数也随x的变化而变化,因而也是自变量x的函数,该函数被称为的导函数,记作 ;一、基本函数的导函数C'=0C为常数x^n'=nx^n-1 n∈Qsinx'=cosxcosx'=-sinxe^x'=e^xa^x'=a^xlnaloga,x' = 1/xlnalnx'= 1/x二、和差积商函数的导函数fx + gx' = f'x + g'xfx - gx' = f'x - g'xfxgx' = f'xgx + fxg'xfx/gx' = f'xgx - fxg'x / gx^2三、复合函数的导函数设 y=ut ,t=vx,则 y'x = u'tv'x = u'vx v'x例:y = t^2 ,t = sinx ,则y'x = 2t cosx = 2sinxcosx = sin2x一般定义设函数在点的某个邻域内有定义,当自变量在处取得增量Δ点仍在该邻域内时,相应地函数取得增量Δ;如果Δ与Δ之比当Δ时的极限存在,则称函数在点处可导,并称这个极限为函数在点处的导数,记为,即,也可记作,或;邻域数学分析的定义以a为中心的任何开区间称为点a的邻域,记作Ua设δ是任一正数,则在开区间a-δ,a+δ就是点a的一个邻域,这个邻域称为点a的δ邻域,记作Ua,δ,即Ua,δ={x|a-δ<x<a+δ};点a称为这邻域的中心,δ称为这邻域的半径;a的δ邻域去掉中心a后,称为点a的去心δ邻域,有时把开区间a-δ,a称为a的左δ邻域,把开区间a,a+δ称为a的右δ邻域;拓扑学的定义设A是拓扑空间X,τ的一个子集,点x∈A;如果存在集合U,满足①U是开集,即U∈τ,②点x∈U,③U是A的子集,则称点x是A的一个内点,并称A是点x的一个邻域;若A是开闭集,则称为开闭邻域;可导设y=fx是一个单变量函数, 如果y在x=x0处存在导数y'=f'x,则称y在x=x0处可导;如果一个函数在x0处可导,那么它一定在x0处是连续函数若将一点扩展成函数fx在其定义域包含的某开区间I内每一个点,那么函数fx在开区间内可导,这时对于内每一个确定的值,都对应着fx的一个确定的导数,如此一来每一个导数就构成了一个新的函数,这个函数称作原函数fx的导函数,记作:y'、或者;原函数已知函数fx是一个定义在某区间的函数,如果存在函数Fx,使得在该区间内的任一点都有dFx=fxdx,则在该区间内就称函数Fx为函数fx的原函数;例:sinx是cosx的原函数;关于原函数的问题函数fx满足什么条件是,才保证其原函数一定存在呢这个问题我们以后来解决;若其存在原函数,那么原函数一共有多少个呢我们可以明显的看出来:若函数Fx为函数fx的原函数,即:F'x=fx,则函数族Fx+CC为任一个常数中的任一个函数一定是fx的原函数,故:若函数fx有原函数,那末其原函数为无穷多个.如果定义在a,b上的函数Fx和fx满足条件:对每一x∈a,b,F′x=fx则称Fx为fx的一个原函数;例如,x3是3x2的一个原函数,易知,x3+1和x3+2也都是3x2的原函数;因此,一个函数如果有一个原函数,就有许许多多原函数,原函数概念是为解决求导和微分的逆运算而提出来的,例如:已知作直线运动的物体在任一时刻t的速度为v=vt,要求它的运动规律 ,就是求v=vt的原函数;原函数的存在问题是微积分学的基本理论问题,当fx为连续函数时,其原函数一定存在;几何意义和力学意义设fx在a,b上连续,则由曲线y=fx,x轴及直线x=a,x=x围成的曲边梯形的面积函数指代数和——x轴上方取正号,下方取负号是fx的一个原函数.若x为时间变量,fx为直线运动的物体的速度函数,则fx的原函数就是路程函数.导函数的定义表达式为:值得注意的是,导数是一个数,是指函数fx在点x0处导函数的函数值;但通常也可以说导函数为导数,其区别仅在于一个点还是连续的点;几何意义如右图所示,设P0为曲线上的一个定点,P为曲线上的一个动点;当P沿曲线逐渐趋向于点P0时,并且割线PP0的极限位置P0T存在,则称P0T为曲线在P0处的切线;若曲线为一函数y = fx的图像,那么割线PP0的斜率为:当P0处的切线P0T,即PP0的极限位置存在时,此时,,则P0T的斜率tanα为:上式与一般定义中的导数定义是完全相同,则f'x0 = tanα,故导数的几何意义即曲线y = fx在点P0x0,fx0处切线的斜率;函数可导的条件如果一个函数的定义域为全体实数,即函数在上都有定义,那么该函数是不是在定义域上处处可导呢答案是否定的;函数在定义域中一点可导需要一定的条件是:函数在该点的左右两侧导数都存在且相等;这实际上是按照极限存在的一个充要条件极限存在,它的左右极限存在且相等推导而来:上式中,后两个式子可以定义为函数在x0处的左右导数:极值extremum∶数学函数的一种稳定值,即一个极大值或一个极小值,极值点只能在函数不可导的点或导数为零的点中取得;extreme value∶在给定的时期内,或该时期的一定月份或季节内观测到的气候要素的最高值或最低值;如果这个时期是整个有观测资料的时期,这个极值就是绝对极值极限在高等数学中,极限是一个重要的概念;极限可分为数列极限和函数极限,分别定义如下;首先介绍刘徽的"割圆术",设有一半径为1的圆,在只知道直边形的面积计算方法的情况下,要计算其面积;为此,他先作圆的内接正六边形,其面积记为A1,再作内接正十二边形,其面积记为A2,内接二十四边形的面积记为A3,如此将边数加倍,当n无限增大时,An无限接近于圆面积,他计算到3072=62的9次方边形,利用不等式An+1<A<An+2An+1-Ann=1,2,3....得到圆周率=3927/1250约等于数列极限:定义:设|Xn|为一数列,如果存在常数a对于任意给定的正数ε不论它多么小,总存在正整数N,使得当n>N时,不等式|Xn - a|<ε都成立,那么就称常数a是数列|Xn|的极限,或称数列|Xn|收敛于a;记为lim Xn = a 或Xn→an→∞数列极限的性质:1.唯一性:若数列的极限存在,则极限值是唯一的;2.有界性:如果一个数列收敛有极限,那么这个数列有界;但是,如果一个数列有界,这个数列未必收敛;3.保号性:如果一个数列{xn}收敛于a,且a>0或a<0,那么存在正整数N,当n>N时,都有xn>0或xn<0;4.改变数列的有限项,不改变数列的极限;几个常用数列的极限:an=c 常数列极限为can=1/n 极限为0an=x^n 绝对值x小于1 极限为0函数极限的专业定义:设函数fx在点x;的某一去心邻域内有定义,如果存在常数A,对于任意给定的正数ε无论它多么小,总存在正数δ ,使得当x满足不等式0<|x-x;|<δ时,对应的函数值fx都满足不等式:|fx-A|<ε那么常数A就叫做函数fx当x→x;时的极限;函数极限的通俗定义:1、设函数y=fx在a,+∞内有定义,如果当x→+∞时,函数fx无限接近一个确定的常数A,则称A为当x趋于+∞时函数fx的极限;记作lim fx=A ,x→+∞;2、设函数y=fx在点a左右近旁都有定义,当x无限趋近a时记作x→a,函数值无限接近一个确定的常数A,则称A为当x无限趋近a时函数fx的极限;记作lim fx=A ,x→a;函数的左右极限:1:如果当x从点x=x0的左侧即x〈x0无限趋近于x0时,函数fx无限趋近于常数a,就说a是函数fx在点x0处的左极限,记作x→x0-limfx=a.2:如果当x从点x=x0右侧即x>x0无限趋近于点x0时,函数fx无限趋近于常数a,就说a是函数fx在点x0处的右极限,记作x→x0+limfx=a.注:若一个函数在x0上的左右极限不同则此函数在x0上不存在极限注:一个函数是否在x0处存在极限,与它在x=x0处是否有定义无关,只要求y=fx在x0近旁有定义即可;函数极限的性质:极限的运算法则或称有关公式:limfx+gx=limfx+limgxlimfx-gx=limfx-limgxlimfxgx=limfxlimgxlimfx/gx=limfx/limgx limgx不等于0limfx^n=limfx^n以上limfx limgx都存在时才成立lim1+1/x^x =ex→∞无穷大与无穷小:一个数列极限无限趋近于0,它就是一个无穷小数列极限;无穷大数列和无穷小数列成倒数;两个重要极限:1、lim sinx/x =1 ,x→02、lim 1 + 1/x^x =e ,x→∞ e≈...,无理数====================================================================== ==举两个例子说明一下一、……=1以下一段不作证明,只助理解——原因:小数的加法的第一步就是对齐数位,即要知道具体哪一位加哪一位才可操作,下文中……的加法使用小数点与小数点对齐并不可以保证以上标准,所以对于无限小数并不能做加法;既然不可做加法,就无乘法可言了;谁都知道1/3=……,而两边同时乘以3就得到1=……,可就是看着别扭,因为左边是一个“有限”的数,右边是“无限”的数;10×……—1×……=9=9×……∴……=1二、“无理数”算是什么数我们知道,形如根号2这样的数是不可能表示为两个整数比值的样子的,它的每一位都只有在不停计算之后才能确定,且无穷无尽,这种没完没了的数,大大违背人们的思维习惯;结合上面的一些困难,人们迫切需要一种思想方法,来界定和研究这种“没完没了”的数,这就产生了数列极限的思想;类似的根源还在物理中实际上,从科学发展的历程来看,哲学才是真正的发展动力,但物理起到了无比推动作用,比如瞬时速度的问题;我们知道速度可以用位移差与时间差的比值表示,若时间差趋于零,则此比值就是某时刻的瞬时速度,这就产生了一个问题:趋于无限小的时间差与位移差求比值,就是0÷0,这有意义吗这个意义是指“分析”意义,因为几何意义颇为直观,就是该点切线斜率这也迫使人们去为此开发出合乎理性的解释,极限的思想呼之欲出;真正现代意义上的极限定义,一般认为是由魏尔斯特拉斯给出的,他当时是一位中学数学教师,这对我们今天中学教师界而言,不能不说是意味深长的;几个常用数列的极限an=c 常数列极限为can=1/n 极限为0an=x^n 绝对值x小于1 极限为0定积分定积分的几何意义众所周知,微积分的两大部分是微分与积分;微分实际上是求一个已知函数的导数,而积分是已知一个函数的导数,求原函数;所以,微分与积分互为逆运算;积分的分类实际上,积分还可以分为两部分;第一种,不定积分,也就是已知导数求原函数,而若Fx的导数是fx,那么Fx+CC是常数的导数也是fx,也就是说,把fx积分,不一定能得到Fx,因为Fx+C的导数也是fx,C是任意常数,所以fx积分的结果有无数个,是不确定的,我们一律用Fx+C代替,这就称为不定积分;这也就是说它是一组函数,而不是有限个;第二种,定积分定积分就是求函数FX在区间A,B中图线下包围的面积;即 y=0 x=a x=b y=FX所包围的面积;这个图形称为曲边梯形,特例是曲边梯形;定积分的定义:设一元函数y=fx ,在区间a,b内有定义;将区间a,b分成n个小区间 a,x0 x0,x1x1,x2 .....xi,b ;设△xi=xi-xi-1,取区间△xi中曲线上任意一点记做fξi,做和式:和式若记λ为这些小区间中的最长者;当λ→ 0时,若此和式的极限存在,则称这个和式是函数fx 在区间a,b上的定积分;记做:∫ _a^b fxdxa在∫下方,b在∫上方其中称a为积分下限,b为积分上限, fx 为被积函数,fxdx 为被积式,∫为积分号;之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个数, 而不是一个函数;微分一元微分定义:设函数y = fx在x.的邻域内有定义,x0及x0 + Δx在此区间内;如果函数的增量Δy = fx0 + Δx fx0可表示为Δy = AΔx + oΔx其中A是不依赖于Δx 的常数,而oΔx0是比Δx高阶的无穷小,那么称函数fx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;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 = fx的微分又可记作dy = f'xdx;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fX改变为fX+△X,如果存在一个与△X无关的常数A,使fX+△X-fX和A△X之差关于△X→0是高阶无穷小量,则称A△X是fX在X的微分,记为dy,并称fX在X可微;可导不一定可微,可微一定可导,这时A=f′X;再记A△X=dy,则dy=f′XdX;例如:dsinX=cosXdX;几何意义:设Δx是曲线y = fx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;多元微分同理,当自变量为多个时,可得出多元微分得定义;运算法则:dy=f'xdxdu+v=du+dvdu-v=du-dvduv=duv+dvudu/v=duv-dvu/v^2黎曼积分定积分的正式名称是黎曼积分,详见黎曼积分;用自己的话来说,就是把直角坐标系上的函数的图象用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,然后把某个区间a,b上的矩形累加起来,所得到的就是这个函数的图象在区间a,b的面积;实际上,定积分的上下限就是区间的两个端点a、b;黎曼积分如果函数fX在闭区间a,b上定义,而P,ζ是这个闭区间的一个带点分割,则和σf;p,ζ:=Σ fζiΔXi叫做函数f在区间a,b上对应于带点分割P,ζ的积分和,其中ΔXi=Xi-Xi-1 存在这样一个实数I,如果对于任何ε>0可以找到一个δ>0,使对区间a,b的任何带点分割P,ζ,只要分化P的参数λP<δ,就有|I-σf;p,ζ|<ε,则称函数fX在闭区间a,b上黎曼可积,而I就成为函数fX在闭区间a,b上的黎曼积分;我们可以看到,定积分的本质是把图象无限细分,再累加起来,而积分的本质是求一个函数的原函数;它们看起来没有任何的联系,那么为什么定积分写成积分的形式呢微积分基本定理定积分与积分看起来风马牛不相及,但是由于一个数学上重要的理论的支撑,使得它们有了本质的密切关系;把一个图形无限细分再累加,这似乎是不可能的事情,但是由于这个理论,可以转化为计算积分;这个重要理论就是大名鼎鼎的牛顿-莱布尼兹公式,它的内容是:若F'x=fx那么∫ _a^bfx dx = Fa-Fb牛顿-莱布尼兹公式用文字表述,就是说一个定积分式的值,就是上限在原函数的值与下限在原函数的值的差;正因为这个理论,揭示了积分与黎曼积分本质的联系,可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位,因此,牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理;牛顿-莱布尼茨公式,又称为微积分基本定理,其意义就在于把不定积分与定积分联系了起来,也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法;从几何上看,它在切线和面积两个看似很不相关的概念之间建立起了联系;下面就是该公式的证明全过程:我们知道,对黎曼Riemann可积函数fx于区间a,b上的定积分表达为:b上限∫a下限fxdx现在我们把积分区间的上限作为一个变量,这样我们就定义了一个新的函数:Φx= x上限∫a下限fxdx但是这里x出现了两种意义,一是表示积分上限,二是表示被积函数的自变量,但定积分中被积函数的自变量取一个定值是没意义的;虽然这种写法是可以的,但习惯上常把被积函数的自变量改成别的字母如t,这样意义就非常清楚了:Φx= x上限∫a下限ftdt接下来我们就来研究这个函数Φx的性质:1.定义函数Φx= x上限∫a下限ftdt,则Φx连续;当fx连续时,有Φ’x=fx;证明:让函数Φx获得增量Δx,则对应的函数增量ΔΦ=Φx+Δx-Φx=x+Δx上限∫a下限ftdt-x上限∫a下限ftdt,利用区间可加性,x+Δx上限∫a下限ftdt-x上限∫a下限ftdt=x+Δx上限∫x下限ftdt若m和M分别是fx在区间a,b上的最小值和最大值,利用定积分第一中值定理,存在m,M中的实数η,使得ΔΦ=x+Δx上限∫x下限ftdt=ηΔx;进一步,当fx连续时存在x与x+Δx之间的常数ξ,使得η=fξ;于是当Δx趋向于0时,ΔΦ趋向于0,即Φx连续;若fx连续,那么当Δx趋向于0时,ξ趋向于x,fξ趋向于fx,故有lim Δx→0 ΔΦ/Δx=fx,从而得出Φ’x=fx;2. 若fx在a,b上连续,且Fx是fx在a,b上的一个原函数,那么b上限∫a 下限fxdx=Fb-Fa;证明:我们已证得Φ’x=fx,故Φx+C=Fx;注意到Φa=0积分区间变为a,a,故面积为0,所以Fa=C,于是有Φx=Fx-Fa,当x=b时,Φb=Fb-Fa,这就得到了牛顿-莱布尼茨公式;。

导数与微积分公式

导数与微积分公式

导数与微积分公式导数是微积分中的重要概念,它描述了函数在其中一点上的变化率,也可以理解为函数曲线在该点处的斜率。

微积分公式则是导数与积分的数学公式,它们反映了函数在整个定义域上的性质和关系。

本篇文章将介绍导数的定义及其性质,以及常见的微积分公式。

一、导数的定义及性质导数的定义:对于给定函数f(x),若存在一个常数a,当x趋近于a 时,函数变化的速率趋近于其中一确定值,则称f(x)在a点可导,并将这个确定值称为f(x)在a点的导数,记作f'(a),即f'(a) = lim┬(h→0)⁡〖[f(a+h)-f(a)]/h 〗其中h表示自变量x的增量。

导数的几何意义:导数可以理解为函数曲线在其中一点上的切线的斜率。

当导数为正时,函数在该点处上升;当导数为零时,函数在该点处取极值;当导数为负时,函数在该点处下降。

导数的性质:导数具有一些重要的基本性质,包括线性性、可导函数的和、差、积、商的导数计算等。

下面是其中几个重要的性质:1. 线性性质:若f(x)和g(x)在x=a点可导,则(cf(x)+dg(x))' = cf'(a) + dg'(a),其中c为常数。

2.和与差的求导:(f(x)+g(x))'=f'(x)+g'(x),(f(x)-g(x))'=f'(x)-g'(x)。

3. 常数倍的导数:(cf(x))' = cf'(x),其中c为常数。

4.积的求导:(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。

5.商的求导:(f(x)/g(x))'=(f'(x)g(x)-f(x)g'(x))/[g(x)]^2,(当g(x)≠0时)。

微积分公式是微积分中经常使用的重要公式,它们是导数与积分的数学关系。

下面将介绍几个常见且重要的微积分公式。

1.关于导数的公式:(1)幂函数的导数:对于函数y=x^n,其中n为常数,则它的导数为dy/dx = nx^(n-1)。

导数微分不定积分公式

导数微分不定积分公式

导数微分不定积分公式一、导数导数是微积分中的重要概念,表示函数在特定点上的变化率。

假设函数y=f(x),其中x是自变量,y是因变量,那么函数在其中一点x=a处的导数表示为f'(a)或$\frac{dy}{dx}$。

导数的定义可以通过极限来表示:$$f'(a) = \lim_{h \to 0}\frac{f(a+h)-f(a)}{h}$$其中,h是一个无穷小的增量。

导数有以下几个基本规则:1. 常数规则:如果f(x)是一个常数,那么它的导数等于零,即$\frac{d}{dx}(c) = 0$。

2. 幂函数规则:对于幂函数f(x) = $x^n$,其中n是任意实数,它的导数是f'(x) = $nx^{(n-1)}$。

3. 指数函数规则:对于指数函数f(x) = $a^x$,其中a是常数且大于零,它的导数是f'(x) = $a^x\ln(a)$。

4. 对数函数规则:对于对数函数f(x) = $\log_a{x}$,其中a是常数且大于零且不等于1,它的导数是f'(x) = $\frac{1}{x\ln(a)}$。

5.和差规则:设f(x)和g(x)是可导函数,那么它们的和(差)f(x)±g(x)的导数是f'(x)±g'(x)。

6. 积法则:设f(x)和g(x)是可导函数,那么它们的积fg的导数是f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。

7. 商法则:设f(x)和g(x)是可导函数,且g(x)不等于零,那么它们的商$\frac{f(x)}{g(x)}$的导数是$\frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{(g(x))^2}$。

此外,还有复合函数的导数、隐函数的导数等规则,它们的求导公式可以根据基本规则和链式法则来推导。

二、微分微分是导数的一个重要应用,它描述了函数局部变化的情况。

微分有两种方式表示,一种是微分形式,另一种是微分方程形式。

导数微积分公式大全

导数微积分公式大全

导数微积分公式大全1.函数的导数定义公式:若函数$f(x)$在区间$[a, b]$内有定义,且对于任意$x\in(a, b)$,函数$f(x)$在点$x$处的导数存在,则导数的定义如下:\begin{align*}f'(x) &= \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x + \Delta x) -f(x)}{\Delta x}\\&= \lim_{h \to 0} \frac{f(x + h) - f(x)}{h}\end{align*}2.基本导数法则:(1)常数函数导数:若$f(x)=C$,其中$C$为常数,则$f'(x)=0$。

(2)幂函数导数:若$f(x) = x^n$,其中$n$为正整数,则$f'(x) = nx^{n-1}$。

(3)指数函数导数:若$f(x)=e^x$,则$f'(x)=e^x$。

(4)对数函数导数:若$f(x) = \ln x$,则$f'(x) = \frac{1}{x}$。

(5)三角函数导数:若$f(x) = \sin x$,则$f'(x) = \cos x$;若$f(x) = \cos x$,则$f'(x) = -\sin x$;若$f(x) = \tan x$,则$f'(x) = \sec^2 x$。

3.四则运算法则:若函数$f(x)$和$g(x)$都在一些区间上可导,则其和、差、积、商的导数如下:(1)和的导数:$(f+g)'(x)=f'(x)+g'(x)$(2)差的导数:$(f-g)'(x)=f'(x)-g'(x)$(3) 积的导数:$(f \cdot g)'(x) = f'(x) \cdot g(x) + f(x)\cdot g'(x)$(4) 商的导数:$\left(\frac{f}{g}\right)'(x) = \frac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{[g(x)]^2}$4.复合函数导数:若函数$y=f(g(x))$可微分,则导数$f'(g(x))$和$g'(x)$的乘积等于复合函数$y$对$x$的导数:\\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{dg} \cdot \frac{dg}{dx}\]5.高阶导数:若函数$f(x)$的导数$f'(x)$存在,则导数$f'(x)$的导数称为$f(x)$的二阶导数,表示为$f''(x)$,类似地,导数$f''(x)$的导数称为$f(x)$的三阶导数,以此类推。

导数微积分公式

导数微积分公式

导数微积分公式微积分是数学中的一个重要分支,包括导数和积分两个基本概念。

导数是描述函数变化率的重要工具,广泛应用于物理、工程、经济等领域。

下面我将整理一些常用的导数公式。

1.基本导数公式a.常数函数导数:若f(x)=c(c为常数),则f'(x)=0。

b. 幂函数导数:若f(x)=x^n(n为自然数),则f'(x)=nx^(n-1)。

c. 指数函数导数:若f(x)=a^x(a为常数且a>0,且a≠1),则f'(x)=a^xlna。

d. 对数函数导数:若f(x)=lnx(x>0),则f'(x)=1/x。

2.三角函数导数公式a. 正弦函数导数:若f(x)=sinx,则f'(x)=cosx。

b. 余弦函数导数:若f(x)=cosx,则f'(x)=-sinx。

c. 正切函数导数:若f(x)=tanx,则f'(x)=sec^2x。

d. 反正弦函数导数:若f(x)=arcsinx,则f'(x)=1/√(1-x^2)。

e. 反余弦函数导数:若f(x)=arccosx,则f'(x)=-1/√(1-x^2)。

f. 反正切函数导数:若f(x)=arctanx,则f'(x)=1/(1+x^2)。

3.复合函数导数公式a.复合函数导数:若y=f(g(x)),其中f和g都可导,则y'=(f'(g(x)))*(g'(x))。

4.乘积和商的导数公式a.乘积的导数:若y=u(x)v(x),其中u和v都可导,则y'=u'(x)v(x)+u(x)v'(x)。

b.商的导数:若y=u(x)/v(x),其中u和v都可导且v(x)≠0,则y'=(u'(x)v(x)-u(x)v'(x))/[v(x)]^25.链式法则若y=f(u(x)),其中f和u都可导,则y'=f'(u(x))u'(x)。

基本的导数和积分公式

基本的导数和积分公式

基本的导数和积分公式基本的导数和积分公式是微积分的基础,它们是在求解导数和积分时经常使用的公式集合。

这些公式涉及到各种函数的导数和积分,如常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等。

下面我将介绍一些常见的基本导数和积分公式。

1.常数函数:f(x)=C,其导数为f'(x)=0,其中C为常数;积分:∫f(x)dx= Cx + K,其中K为积分常数。

1.幂函数:f(x)=x^n,其中n为常数;导数:f'(x) = nx^(n-1);积分(n ≠ -1):∫x^n dx = (1/(n+1))x^(n+1) + K;积分(n = -1):∫x^(-1) dx = ln,x, + K。

1.指数函数:f(x)=a^x,其中a为常数且a>0;导数:f'(x) = a^x * ln(a);积分:∫a^xdx = (1/ln(a)) * a^x + K。

1. 自然对数函数:ln(x),其中x>0;导数:(ln(x))' = 1/x;积分:∫(1/x) dx = ln,x, + K。

2. 一般对数函数:log_a(x),其中x>0且a>0且a≠1;导数:(log_a(x))' = (1/(xln(a)));积分:∫(1/(xln(a))) dx = log_a,x, + K。

1. 正弦函数:sin(x);导数:(sin(x))' = cos(x);积分:∫cos(x) dx = sin(x) + K。

2. 余弦函数:cos(x);导数:(cos(x))' = -sin(x);积分:∫sin(x) dx = -cos(x) + K。

3. 正切函数:tan(x);导数:(tan(x))' = sec^2(x);积分:∫sec^2(x) dx = tan(x) + K。

4. 余切函数:cot(x);导数:(cot(x))' = -csc^2(x);积分:∫csc^2(x) dx = -cot(x) + K。

16个微积分公式

16个微积分公式

16个微积分公式微积分是数学的一个重要分支,研究的是函数的极限、导数和积分等概念及其应用。

下面将介绍16个微积分公式,包括导数和积分的基本公式以及一些常用的微积分技巧。

一、导数的基本公式1. 常数函数的导数公式:常数函数的导数为0。

这是因为常数函数在任意点的斜率都是0。

2. 幂函数的导数公式:幂函数的导数等于指数乘以底数的指数减1。

3. 指数函数的导数公式:指数函数的导数等于该函数自身乘以底数的自然对数。

4. 对数函数的导数公式:对数函数的导数等于该函数自身除以自变量。

5. 三角函数的导数公式:三角函数的导数可以通过基本的三角函数关系推导得出。

二、积分的基本公式1. 定积分的基本公式:定积分可以看作是函数在给定区间上的面积。

计算定积分可以使用牛顿-莱布尼茨公式,即求导和积分的逆运算。

2. 不定积分的基本公式:不定积分是积分的一种形式,表示函数的原函数。

计算不定积分可以使用导数和积分的基本公式。

三、微积分的常用技巧1. 函数的导数与原函数的关系:函数的导数可以用来求函数的原函数,而函数的原函数可以用来求函数的积分。

2. 导数的链式法则:如果一个函数是两个函数的复合函数,那么它的导数可以通过链式法则来计算。

3. 积分的换元法:积分的换元法是一种常用的求积法则,可以通过变量代换来简化积分的计算。

4. 积分的分部积分法:分部积分法是积分的一种常用技巧,可以将一个复杂的积分转化为两个简单的积分。

5. 积分的化简技巧:有时候,积分的式子可以通过一些化简技巧来简化,如分子分母的拆分、积分区间的变换等。

6. 导数的极值问题:导数可以用来求函数的极值点,通过判断导数的正负可以确定函数的增减性。

7. 积分的应用:积分在物理学、经济学等领域有广泛的应用,如求曲线的长度、求物体的质心等。

8. 微分方程的解法:微分方程是微积分的一个重要应用,可以用来描述物理系统的变化规律。

求解微分方程可以通过积分的方法来得到解析解。

9. 隐函数的求导:隐函数是指用一个方程来表示的函数,它的导数可以通过求偏导数来计算。

导数公式微分公式和积分公式

导数公式微分公式和积分公式

导数公式微分公式和积分公式一、导数公式1.基本导数公式:(1)常数函数的导数为0:(c)'=0(2) 幂函数的导数:(x^n)'=nx^(n-1)(3) 指数函数的导数:(a^x)'=a^xlna (其中a>0,a≠1)(4) 对数函数的导数:(log_ax)'=1/(xlna) (其中a>0,a≠1)(5) 正弦函数和余弦函数的导数:(sinx)'=cosx,(cosx)'=-sinx(6) 正切函数的导数:(tanx)'=sec^2x(7) 反正弦函数、反余弦函数和反正切函数的导数:(arcsinx)'=1/√(1-x^2),(arccosx)'=-1/√(1-x^2),(arctanx)'=1/(1+x^2)2.导数的四则运算:(1)和差的导数:(f+g)'=f'+g',(f-g)'=f'-g'(2) 函数与常数的乘积的导数:(cf)'=cf'(3) 积的导数:(fg)'=f'g+fg'(4) 商的导数:(f/g)'=(f'g-fg')/g^2 (其中g≠0)(5)复合函数的导数:(f(g(x)))'=f'(g(x))g'(x)二、微分公式微分可以看作函数在其中一点上对自变量的微小变化与函数值的微小变化之间的比率。

微分公式是导数概念的一个应用,常用于近似计算。

1.一阶微分公式:(1) 一个变量的微分:df=f'(x)dx(2) 两个变量的微分:df=f_xdx+f_ydy (其中f_x和f_y分别是函数f关于x和y的偏导数)2.高阶微分公式:(1) 一个变量的n阶微分:d^n f/dx^n(2) 两个变量的混合n阶微分:d^n f/dx^mdy^n-m (其中m+n为n阶)三、积分公式积分是微分的逆运算,可将一个函数的导数还原为原函数,同时也可以用于计算曲线下的面积、体积等。

导数微积分公式大全

导数微积分公式大全

导数、微分、积分公式总结【导数】(1)(u ± v)′=u′±v′(2)(u v)′=u′v+ u v′(记忆方法:u v + u v ,分别在“u”上、“v”上加′)(3)(c u)′= c u′(把常数提前)╭u╮′u′v- u v′(4)│——│=———————( v ≠ 0 )╰v╯v²【关于微分】左边:d打头右边:dx置后再去掉导数符号′即可【微分】设函数u=u(x),v=v(x)皆可微,则有:(1)d(u ± v)= du ± dv(2)d(u v)= du·v + u·dv╭u╮du·v - u·dv(3)d│——│=———————( v ≠ 0 )╰v╯v²(5)复合函数(由外至里的“链式法则”)dy——=f′(u)·φ′(x)dx其中y =f(u),u =φ′(x)(6)反函数的导数:1[ fˉ¹(y)]′=—————f′(x)其中,f′(x)≠ 0【导数】注:【】里面是次方的意思(1)常数的导数:(c)′=0(2)x的α次幂:╭【α】╮′【α -1】│x│=αx╰╯(3)指数类:╭【x】╮′【x】│a│=alna(其中a >0 ,a ≠ 1)╰╯╭【x】╮′【x】│e│=e╰╯(4)对数类:╭╮′1 1│logx│=——log e=———(其中a >0 ,a ≠ 1)╰a╯x a xlna1(lnx)′=——x(5)正弦余弦类:(sinx)′=cosx(cosx)′=-sinx【微分】注:【】里面是次方的意思(1)常数的微分:dC =0(2)x的α次幂:【α】【α -1】dx=αxdx(3)指数类:【x】【x】da=alnadx(其中a >0 ,a ≠ 1)【x】【x】de=edx(4)对数类:1 1dlogx=——log e=———dx(其中a >0 ,a ≠ 1)a x a xlna1dlnx =——dxx(5)正弦余弦类:dsinx =cosxdxdcosx =-sinxdx【导数】(6)其他三角函数:1(tanx)′=————=sec²xcos²x1(cotx)′=-————=-csc²xsin²x(secx)′=secx·tanx(cscx)′=-cscx·cotx(7)反三角函数:1(arcsinx)′=———————(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1(arccosx)′=-———————(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1(arctanx)′=—————1+x²1(arccotx)′=-—————1+x²【微分】(6)其他三角函数:1dtanx =————=sec²xdxcos²x1dcotx =-————=-csc²xdxsin²xdsecx =secx·tanxdxdcscx =-cscx·cotx dx(7)反三角函数:1darcsinx =———————dx(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1darccosx =-———————dx(-1 <x <1)/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄√1-x²1darctanx =—————dx1+x²1darccotx =-—————dx1+x²导数的应用(一)——中值定理特殊形式【拉格朗日中值定理】—————→【罗尔定理】【拉格朗日中值定理】如果函数y =f(x)满足:(1)在闭区间〔a ,b〕上连续;(2)在开区间(a ,b)上可导。

数学导数和微积分

数学导数和微积分

数学导数和微积分导数和微积分是数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛的应用。

本文将详细介绍导数和微积分的基本概念、性质和应用。

一、导数的定义和性质导数是描述函数变化率的工具,它的定义如下:对于函数 f(x),在某一点 x0 处,如果极限lim(h→0)[f(x0+h)-f(x0)]/h存在,则该极限值就是函数 f(x) 在点 x0 处的导数。

导数具有一些重要的性质:1. 导数表示了函数变化的速率,可以理解为函数图像的切线的斜率。

2. 导数存在的充分必要条件是函数在该点可导。

3. 导数可以通过求导法则来计算,如加法法则、乘法法则、链式法则等。

二、微分与微分方程微分是导数的一种表达形式,是函数值和自变量之间的微小变化之间的关系。

微分可以用来解决很多实际问题,尤其在物理学和工程学中有广泛应用。

微分方程是包含导数的方程,通常形式为:dy/dx = f(x)其中f(x) 是已知函数,y 是未知函数。

解微分方程的过程称为积分,可以得到原始函数的解析表达式。

三、微分中值定理和泰勒展开微分中值定理是微积分中的重要定理之一,它有三种形式:拉格朗日中值定理、柯西中值定理和罗尔中值定理。

这些定理描述了函数在某个区间内的变化情况,提供了计算导数和函数性质的有效工具。

泰勒展开是函数在某个点附近用多项式逼近的方法。

它可以将函数在某个点展开成无穷级数,表达了函数在该点的各阶导数与函数值之间的关系。

四、微积分在物理学和工程学中的应用微积分在物理学和工程学中有广泛的应用,如下所示:1. 运动学:微积分用于描述物体的位置、速度和加速度之间的关系。

2. 力学:微积分用于描述物体的质心、力矩和动量等概念。

3. 电磁学:微积分用于描述电场、磁场和电磁感应等现象。

4. 热力学:微积分用于描述温度、热能和热流等热学过程。

5. 控制理论:微积分用于描述系统的响应、稳定性和控制性能等。

总结:导数和微积分是数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛应用。

导数和微积分的关系

导数和微积分的关系

导数和微积分的关系
要求
微积分和导数之间有着密不可分的关系。

其实,微积分的定义便是将无
限多个临近的导数的和进行累加求和。

因此可以看出,导数是最基本的概念,而微积分则是对这些概念的编织。

首先,导数是求对某一变量的变化而给出的关于另一变量的增长率,是
用来分析函数增长率特性的一种量,是微分方程的核心概念。

而微积分则是
一种数学工具,用来解决包含微分和积分的有关概念的问题,也是研究函数
的特性和性质的必要工具。

其次,微积分的定义求解变量的变化必须包含积分与导数的概念。

而积
分的概念就是将无限多个极限趋于零的函数段的积分运算起来,得到函数的
总变化量,以及总增长量。

而导数可以用来求函数变量增长量的变化率,它
是求解极限的切线斜率。

最后,微积分正是依靠积分与导数,不断对函数进行累加、累乘,以宏
观来反映微观的变化,分析函数的特性或者性质。

可以说,积分与导数是微
积分的基础,积分的最终也是要求变量的变化量,而导数则是求变量的增长率。

总之,积分与导数是微积分的基础之一,而微积分则是应用它们的研究
与分析的总和。

高中数学中的导数与微积分知识点

高中数学中的导数与微积分知识点

高中数学中的导数与微积分知识点一、导数的概念与性质1.1 导数的定义导数是函数在某一点处的瞬时变化率,表示函数在某一点的局部性质。

设函数f(x)在点x=a处的导数为f’(a),则有:f′(a)=limΔx→0f(a+Δx)−f(a)Δx当Δx趋近于0时,上式表示函数f(x)在点x=a处斜率的变化。

1.2 导数的性质(1)导数具有局部性,即在某一点的导数仅与函数在该点附近的性质有关,与函数在其他地方的取值无关。

(2)导数具有连续性,即在连续函数上的导数存在且连续。

(3)导数具有单调性,即单调递增或单调递减函数的导数非零。

(4)导数与函数的极值密切相关,极值点处的导数为0。

二、基本求导公式与导数的应用2.1 基本求导公式(1)幂函数求导:(x n)′=nx n−1(2)指数函数求导:(a x)′=a x lna(3)对数函数求导:(lnx)′=1x(4)三角函数求导:(5)反函数求导:若y=f(x),则x=g(y)的导数为g′(y)=1f′(x)2.2 导数的应用(1)求函数的极值:设函数f(x)在点x=a处导数为0,且在a附近单调性发生改变,则f(a)为函数的极值。

(2)求函数的单调区间:当导数大于0时,函数单调递增;当导数小于0时,函数单调递减。

(3)求曲线的切线方程:设切点为(x0, y0),切线斜率为k ,则切线方程为y −y0=k(x −x0)。

(4)求曲线的弧长:设曲线参数方程为{x =x(t)y =y(t),则曲线弧长为L =∫√1+[y′(t)]2b a dt 。

(5)求曲面的面积:设曲面参数方程为{x =x(s,t)y =y(s,t)z =z(s,t),则曲面面积为S =∫∫√1+[ðz ðs ]2+[ðz ðt ]2d c b a dsdt 。

三、微积分的基本定理与应用3.1 微积分的基本定理微积分的基本定理指出,一个函数在一个区间上的定积分等于该函数在这个区间上的一个原函数的值。

导数与微积分

导数与微积分

导数与微积分
导数与微积分是数学中的两个重要概念,它们是数学分析的基础。

导数是微积分中的一个概念,它描述了函数在某一点的变化率。

微积分则是研究函数的变化和极限的数学分支,它包括微分和积分两个部分。

导数是微积分中的一个重要概念,它描述了函数在某一点的变化率。

导数的定义是函数在某一点的极限,也就是函数在这一点的切线斜率。

导数的计算方法有很多种,其中最常用的是利用极限的定义来计算。

导数的应用非常广泛,它可以用来求解函数的最大值和最小值,以及函数的变化趋势等。

微积分是研究函数的变化和极限的数学分支,它包括微分和积分两个部分。

微分是研究函数在某一点的变化率的数学分支,它描述了函数在某一点的局部变化情况。

微分的计算方法有很多种,其中最常用的是利用导数的定义来计算。

积分是研究函数在一定区间内的变化情况的数学分支,它描述了函数在一定区间内的总体变化情况。

积分的计算方法有很多种,其中最常用的是利用定积分的定义来计算。

导数与微积分在实际应用中有着广泛的应用。

例如,在物理学中,导数可以用来描述物体的速度和加速度;在经济学中,导数可以用来描述市场的变化趋势和价格的变化率;在工程学中,导数可以用
来描述电路的变化情况和机械的运动状态等。

导数与微积分是数学中的两个重要概念,它们是数学分析的基础。

导数描述了函数在某一点的变化率,微积分则研究了函数的变化和极限。

导数与微积分在实际应用中有着广泛的应用,它们是现代科学和技术的基础。

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导数的基础知识一.导数的定义:0000000()()()'()'|lim()()()'()'limx x x x f x x f x y f x x x f x y xf x x f x y f x f x y x=∆→∆→+∆-====∆+∆-===∆1.(1).函数在处的导数: (2).函数的导数:2.利用定义求导数的步骤:①求函数的增量:00()()y f x x f x ∆=+∆-;②求平均变化率:00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆; ③取极限得导数:00'()limx yf x x∆→∆=∆(下面内容必记)二、导数的运算:(1)基本初等函数的导数公式及常用导数运算公式: ①'0()C C =为常数;②1()'nn x nx-=;11()'()'n n n x nx x ---==-;1()'m mn n m x x n-==③(sin )'cos x x =; ④(cos )'sin x x =- ⑤()'x x e e = ⑥()'ln (0,1)x x a a a a a =>≠且; ⑦1(ln )'x x =; ⑧1(log )'(0,1)ln a x a a x a=>≠且 法则1:[()()]''()'()f x g x f x g x ±=±;(口诀:和与差的导数等于导数的和与差).法则2:[()()]''()()()'()f x g x f x g x f x g x ⋅=⋅+⋅(口诀:前导后不导相乘,后导前不导相乘,中间是正号)法则3:2()'()()()'()[]'(()0)()[()]f x f x g x f x g x g x g x g x ⋅-⋅=≠ (口诀:分母平方要记牢,上导下不导相乘,下导上不导相乘,中间是负号)(2)复合函数(())y f g x =的导数求法:①换元,令()u g x =,则()y f u =②分别求导再相乘[][]'()'()'y g x f u =⋅③回代()u g x = 题型一、导数定义的理解 题型二:导数运算 三.导数的物理意义1.求瞬时速度:物体在时刻0t 时的瞬时速度0V 就是物体运动规律()S f t =在0t t = 时的导数()0f t ', 即有()00V f t '=。

2.V =s /(t) 表示即时速度。

a=v /(t) 表示加速度。

四.导数的几何意义:函数()f x 在0x 处导数的几何意义,曲线()y f x =在点()()00,P x f x 处切线的斜率是()0k f x '=。

于是相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-。

题型三.用导数求曲线的切线 注意两种情况:(1)曲线()y f x =在点()()00,P x f x 处切线:性质:()0k f x '=切线。

相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-(2)曲线()y f x =过点()00,P x y 处切线:先设切点,切点为(,)Q a b ,则斜率k='()f a ,切点(,)Q a b 在曲线()y f x =上,切点(,)Q a b 在切线()()00y y f a x x '-=-上,切点(,)Q a b 坐标代入方程得关于a,b 的方程组,解方程组来确定切点,最后求斜率k='()f a ,确定切线方程。

1在曲线y=x 3+3x 2+6x-10的切线中,求斜率最小的切线方程;解析:(1)3)1x (36x 62x 3|'y k 2000x x 0++=++===当x 0=-1时,k 有最小值3, 此时P 的坐标为(-1,-14)故所求切线的方程为3x-y-11=0 五.函数的单调性:设函数()y f x =在某个区间内可导, (1)'()0f x >⇒()f x 该区间内为增函数; (2)'()0f x <⇒()f x 该区间内为减函数;注意:当'()f x 在某个区间内个别点处为零,在其余点处为正(或负)时,()f x 在这个区间上仍是递增(或递减)的。

(3)()f x 在该区间内单调递增⇒'()0f x ≥在该区间内恒成立; (4)()f x 在该区间内单调递减⇒'()0f x ≤在该区间内恒成立;题型一、利用导数证明(或判断)函数f(x)在某一区间上单调性:步骤: (1)求导数 )(x f y '='(2)判断导函数)(x f y '='在区间上的符号 (3)下结论①'()0f x >⇒()f x 该区间内为增函数; ②'()0f x <⇒()f x 该区间内为减函数;题型二、利用导数求单调区间求函数)(x f y =单调区间的步骤为:(1)分析 )(x f y =的定义域; (2)求导数 )(x f y '=' (3)解不等式0)(>'x f ,解集在定义域内的部分为增区间 (4)解不等式0)(<'x f ,解集在定义域内的部分为减区间 题型三、利用单调性求参数的取值(转化为恒成立问题)思路一.(1)()f x 在该区间内单调递增⇒'()0f x ≥在该区间内恒成立;(2)()f x 在该区间内单调递减⇒'()0f x ≤在该区间内恒成立;思路二.先求出函数在定义域上的单调增或减区间,则已知中限定的单调增或减区间是定义域上的单调增或减区间的子集。

注意:若函数f (x )在(a ,c )上为减函数,在(c ,b )上为增函数,则x=c 两侧使函数f '(x )变号,即x=c 为函数的一个极值点,所以'()0f c =题型四:先利用导数证明(或判断)函数f(x)在某一区间上单调性,再比较大小 2.若函数xxx f ln )(=,若)5(),4(),3(f c f b f a ===则( ) A. a< b < c B. c < b < a C. c < a < b D. b < a < c 六、函数的极值与其导数的关系:①极值的定义:设函数()f x 在点0x 附近有定义,且若对0x 附近的所有的点都有0()()f x f x <(或0()()f x f x >,则称0()f x 为函数的一个极大(或小)值,0x 为极大(或极小)值点。

②可导数()f x 在极值点...0x 处的导数为0(即0'()0f x =),但函数()f x 在某点0x 处的导数为0,并不一定函数()f x 在该处取得极值(如3()f x x =在00x =处的导数为0,但()f x 没有极值)。

③求极值的步骤:第一步:求导数'()f x ;第二步:求方程'()0f x =的所有实根;第三步:列表考察在每个根0x 附近,从左到右,导数'()f x 的符号如何变化, 若'()f x 的符号由正变负,则0()f x 是极大值; 若'()f x 的符号由负变正,则0()f x 是极小值;若'()f x 的符号不变,则0()f x 不是极值,0x 不是极值点。

2、函数的最值:①最值的定义:若函数在定义域D 内存0x ,使得对任意的x D ∈,都有0()()f x f x ≤,(或0()()f x f x ≥)则称0()f x 为函数的最大(小)值,记作max 0()y f x =(或min 0()y f x =)②如果函数()y f x =在闭区间[,]a b 上的图象是一条连续不间断的曲线,则该函数在闭区间[,]a b 上必有最大值和最小值。

③求可导函数()f x 在闭区间[,]a b 上的最值方法: 第一步;求()f x 在区间[,]a b 内的极值;第二步:比较()f x 的极值与()f a 、()f b 的大小: 第三步:下结论:最大的为最大值,最小的为最小值。

注意:1、极值与最值关系:函数的最值是比较整个定义域区间的函数值得出的,函数的最大值和最小值点可以在极值点、不可导点、区间的端点处取得。

极值≠最值。

函数f(x)在区间[a,b]上的最大值为极大值和f(a) 、f(b)中最大的一个。

最小值为极小值和f(a) 、f(b)中最小的一个。

2.函数在定义域上只有一个极值,则它对应一个最值(极大值对应最大值;极小值对应最小值)3、注意:极大值不一定比极小值大。

如1()f x x x=+的极大值为2-,极小值为2。

注意:当x=x 0时,函数有极值⇒ f /(x 0)=0。

但是,f /(x 0)=0不能得到当x=x 0时,函数有极值; 判断极值,还需结合函数的单调性说明。

题型一、求极值与最值题型二、导数的极值与最值的应用 题型四、导数图象与原函数图象关系导函数 原函数 '()f x 的符号 ()f x 单调性 '()f x 与x 轴的交点且交点两侧异号 ()f x 极值'()f x 的增减性 ()f x 的每一点的切线斜率的变化趋势 (()f x 的图象的增减幅度) '()f x 的增 ()f x 的每一点的切线斜率增大(()f x 的图象的变化幅度快)'()f x 减 ()f x 的每一点的切线斜率减小 (()f x 的图象的变化幅度慢) 例1. 已知f(x)=e x-ax-1.(1)求f(x)的单调增区间; (2)若f(x )在定义域R 内单调递增,求a 的取值范围;(3)是否存在a,使f(x)在(-∞,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.解:)(x f '=e x -a. (1)若a≤0,)(x f '=e x-a≥0恒成立,即f(x)在R 上递增.若a>0,e x -a≥0,∴e x≥a,x≥lna.∴f(x)的单调递增区间为(lna,+∞).(2)∵f(x )在R 内单调递增,∴)(x f '≥0在R 上恒成立.∴e x-a≥0,即a≤e x在R 上恒成立. ∴a≤(e x)min ,又∵e x>0,∴a≤0.(3) 由题意知,x=0为f(x)的极小值点.∴)0('f =0,即e 0-a=0,∴a=1.例. 已知函数f(x)=x 3+ax 2+bx+c,曲线y=f(x )在点x=1处的切线为l:3x-y+1=0,若x=32时,y=f(x )有极值.(1)求a,b,c 的值; (2)求y=f(x )在[-3,1]上的最大值和最小值.解 (1)由f(x)=x 3+ax 2+bx+c,得)(x f '=3x 2+2ax+b,当x=1时,切线l 的斜率为3,可得2a+b=0 ①当x=32时,y=f(x)有极值,则⎪⎭⎫ ⎝⎛'32f =0,可得4a+3b+4=0 ②由①②解得a=2,b=-4.由于切点的横坐标为x=1,∴f(1)=4. ∴1+a+b+c=4.∴c=5.(2)由(1)可得f(x)=x 3+2x 2-4x+5,∴)(x f '=3x 2+4x-4, 令)(x f '=0,得x=-2,x=32.当x 变化时,y,y′的取值及变化如下表:x -3 (-3,-2)-2 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32,2 32⎪⎭⎫ ⎝⎛1,32 1 y′ + 0 - 0+ y8单调递增 ↗13单调递减 ↘2795单调递增 ↗4∴y=f(x )在[-3,1]上的最大值为13,最小值为.2795 例.当 0>x ,证明不等式x x xx<+<+)1ln(1. 证明:x x x x f +-+=1)1ln()(,x x x g -+=)1ln()(,则2)1()(x x x f +=', 当0>x 时。

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