第二章导数与微分习题课.ppt
第二章2求导法则,隐函数求导,高阶导数,微分
定理2. 设 y f (x)为 x f 1( y) 的反函数, f 1( y)
在y 的某邻域内单调可导, 且 [ f 1( y)] 0
f (x)
1
[ f 1( y)]
或
d y dx
1
dx
dy
证: 在 x 处给增量 x 0, 由反函数的单调性知
y
f
(x
x)
f
( x)
2, 2x,
0 1
x x
1 2
1 2
,
x2
由此可见:导函数的定义域不超过函数定义域.
课本128页 例28 已知函数 f (u)可导,求
[ f (ln x)], { f [( x a)n ]}, {[ f (x a)]n},
其中a为常数. 解:[ f (ln x)] f (ln x) (ln x) 1 f (ln x) x { f [( x a)n ]} f [( x a)n ][( x a)n ] n(x a)n1 f [( x a)n ]
f (x) lim f (x h) f (x) lim u(x h)v(x h) u(x)v(x)
h0
h
h0
h
lim
h 0
u(
x
h) h
u
(
x)
v(
x
h)
u(
x)
v(
x
h) h
v(
x)
u(x)v(x) u(x)v(x), 故结论成立.
(1 1 (x2 a2 ))
(x x2 a2 ) ln 10 2 x2 a2
高等数学第二章导数与微分习题
h0
h
lim f ( x) f ( x x) f ( x) .
x0
x
lim f ( x x) f ( x x)
x0
x
lim f ( x x) f ( x) f ( x) f ( x x)
x0
x
lim f ( x x) f ( x) lim f ( x) f ( x x)
习题课
f (a) lim f ( x) f (a) lim ( x a)F ( x) 0
xa x a
xa
xa
1
lim ( x a)F ( x) 0
x a 0
xa
g
(a
)
x
lim
a 0
g(
x) x
g(a a
)
2
例2.
研究函数
f
(
x
)
1 x 1 x
解 . lim f ( x) lim
x0
x
x0
x
14
例16 .
f
(
x)
ln x
(1
x)
x0 x0
求 f ( x) .
)[
f (0 0) f (0) ln(1 x) x0 0 ,
0
f (0 0) lim x 0 , f ( x) 在 x 0 处连续 .
x 0
f (0)
ln(1
x)
x
0
1
1
x
1
x0
f (0)
lim
(n)
(1)n n! ( x 1)n1
,
23
例24 . 试从 d x 1 导出: d y y
1.
d d
2x y2
同济大学数学系《高等数学》(第7版)(上册)-课后习题详解-第二章 导数与微分【圣才出品】
第二章 导数与微分2.2 课后习题详解习题2-1 导数概念1.设物体绕定轴旋转,在时间间隔[0,t]上转过角度θ,从而转角θ是t的函数:θ=θ(t).如果旋转是匀速的,那么称为该物体旋转的角速度.如果旋转是非匀速的,应怎样确定该物体在时刻t 0的角速度?解:物体在时间间隔上的平均角速度在时刻t 0的角速度2.当物体的温度高于周围介质的温度时,物体就不断冷却.若物体的温度T 与时间t 的函数关系为T =T(t),应怎样确定该物体在时刻t 的冷却速度?解:物体在时间间隔上平均冷却速度[,]t t t +∆在时刻t 的冷却速度3.设某工厂生产x件产品的成本为函数C(x)称为成本函数,成本函数C(x)的导数在经济学中称为边际成本.试求(1)当生产100件产品时的边际成本;(2)生产第101件产品的成本,并与(1)中求得的边际成本作比较,说明边际成本的实际意义.即生产第101件产品的成本为79.9元,与(1)中求得的边际成本比较,可以看出边际成本的实际意义是近似表达产量达到x单位时再增加一个单位产品所需的成本.4.设f(x)=10x2,试按定义求.解:5.证明证:6.下列各题中均假定存在,按照导数定义观察下列极限,指出A表示什么:以下两题中给出了四个结论,从中选出一个正确的结论:7.设则f(x)在x=1处的( ).A.左、右导数都存在B.左导数存在,右导数不存在C.左导数不存在,右导数存在D.左、右导数都不存在【答案】B【解析】 故该函数左导数存在,右导数不存在.8.设f(x)可导,,则f(0)=0是F(x)在x=0处可导的( ).A.充分必要条件B .充分条件但非必要条件C .必要条件但非充分条件D .既非充分条件又非必要条件【答案】A 【解析】 当f(0)=0时,,反之当时,f(0)=0,为充分必要条件.9.求下列函数的导数:10.已知物体的运动规律为s =t 3m ,求这物体在t =2s 时的速度.解:11.如果f(x)为偶函数,且f '(0)存在,证明f '(0)=0.证:f(x)为偶函数,得.因为所以f '(0)=0.。
导数与微分PPT优秀课件
当 f(x0)0 时,曲线 f ( x ) 在 M 0 的法线方程为
1 yf(x0)f(x0)(xx0).
而当 f(x0)0时,曲线 f ( x ) 在 M 0 的法线方程为
x x0 (即法线平行y轴).
前页 后页 结束
例3 求函数 y 的x 2导数
解: (1)求增量:
yf(x x )f(x )
2.2.5 隐函数和由参数方程确定的函数的导数
1. 隐函数的导数
隐函数即是由 F(x, y)所确定的函数,其求导方法就是把y 看成x的函数,方程两端同时对x求导,然后解出 y 。
例9 求方程 eyx2yex0所确定的函数的导数
解: 方程两端对x求导得
eyy (2 x y x 2y ) e x 0
x0 x
lim f ( x0 x) f ( x0 )
x0
x
y
y f (x) N
y
M
T
x P
O
x 0 x0 x x
前页 后页 结束
例2 产品总成本的变化率
设某产品的总成本C是产量Q的函数,即C=C(Q ),当产
量Q 从Q 0 变到 Q0 Q 时,总成本相应地改变量为
C C ( Q 0 Q ) C ( Q 0 )
定理3.1 y = f (x)在x =x0可导的充分必要条件是 y = f (x)在x=x0 的左、右导数存在且相等.
前页 后页 结束
三、导数的几何意义
当自变量x 0 从变化到 x0 x 时,曲线y=f(x)
上的点由M0(x0, f(x0)).变到M (x 0 x ,f(x 0 x )).
x
即
(tanx)sec2x
类似可得(cotx)csc2x
高数课件第2章 导数与微分
h0
h
h0 h
即 (C) 0.
例2 设函数 f ( x) sin x,求(sin x)及(sin x) x . 4
解 (sin x) lim sin( x h) sin x
h0
h
lim cos( x
h0
h) 2
sin h 2
h
cos
x.
2 即 (sin x) cos x.
(sin x) cos x
x
x
4
4
2. 2
例3 求函数 y xn (n为正整数)的导数.
解 ( x n ) lim ( x h)n x n
h0
h
lim[nx n1 n(n 1) x n2h hn1 ] nx n1
h0
2!
即 ( x n ) nx n1 .
更一般地 ( x ) x1 . ( R)
例如,
x) ( x0 )
x
f( x0 ) 存在,
若 lim f ( x0 x) f ( x0 )
x0
x
lim ( x0
x0
x) ( x0 )
x
f( x0 ) 存在,
且 f( x0 ) f( x0 ) a,
则 f ( x)在点x0 可导,
且 f ( x0 ) a.
三、由定义求导数
★ 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.
★
设函数
f
(x)
( x), ( x),
可导性.
x x0 , x x0
讨论在点 x0的
若 lim f ( x0 x) f ( x0 )
微积分应用基础第二章导数与微分
v(t0 )
lim
t 0
s
t
lim
t 0
s(t0
t) s(t0 ) t
上面这种形式的极限,自然科学中还有很多,尽管它们
的具体含义不同,但其数学模型完全相同,均可归结为函数
的增量与自变量的增量之比当自变量的增量趋于零时的极限。
这种形式的极限就是我们要研究的导数,或者叫做瞬时变化
x x0
结论:函数f(x)在点x0处可导 f x 在点x0的左导数、右导
数都存在并且相等,即:
f (x0)存在 fx0 fx0
函数y=f(x)在点x0处的变化率即导数 是函数y在点x0处变化的快慢程度。
dy dx
,反映的
x x0
第二章 导数与微分
案例2【化学反应速度】
设二元函数z=f(x,y)在点(x0,y0)的某邻域内有定义,
固定自变量y,即取y =y0,而x从x0变化到x0+△x时,若
极限 lim z lim f x0 x, y0 f x0 , y0
x0 x x0
x
存在,则称此极限值z=f(x,y)为函数在点(x0,y0)处关于x
x
y f (x1 ) f (x0 ) f (x0 x) f (x0 )
x
x1 x0
x
这个商—定义函数y关于自变量的平均变化率。
上面引例1中的平均速度及实际问题中的一些平均值,如 平均成本、平均电流强度等就是通常意义下的平均变化率。
第二章 导数与微分
案例1【订货量的变化】
率。
1.一元函数的导数
定义2 设函数y=f(x)在点x0的某一邻域有定义,当自变量 x在点x0处有增量△x(△x ≠0, x0+ △x在定义域内)时, 相应地函数有增量△y=f(x0+△x) -f (x0) ,若极限
高等数学课件-习题课2
哈 尔
解 x 0 :f( x ) ( 3 x 2 ) 6 x ;
滨 工
x 0 :f( x ) ( x 2 ) 2 x ;
程 大 学
f(0)lim 2x2x|x|0;
x 0
x
高
f (0)x l i0m f(x)x f(0)
lim2x02; x0 x
等 数 学
f (0)x l i0m f(x)x f(0)
滨
工 解 首,先 f(x)在x0处必须 ,从 连 而 续
程
大
f(00)f(00).
学
f(0 0 ) lism a in x 0 , x 0
高
等
f ( 0 0 ) li [m 1 l n x ) b ( ] b ,
数
x 0
学
b0.
对任意 a ,当 x 给 0 ,f定 (x )都 的 存 ; 在
dy
y
t
dx x t
1
1 1 t2
1 1 t2
2t
t; 2
等
数 学
1
d2y
2 t dx2
(
dy dx
)t
xt
2
1 1 t2
1 t2
4t
例8
用微分法则求函数
y
arctan1 1
x2 x2
的微分和
哈 尔 滨 工 程 大
导数.
解
dy1(111xx22)2d(11xx22)
学
高 等
1(1 11 x x2 2)2(1x2) (2(x 1)d x x 2)(2 1x2)2xdx u vduudv
6x0 lim 6;
x0 x
因 f (0 为 ) f (0 ),所以 f(0)不存 . 在
习题课(导数与微分)
利用 f ( x) 在 x = 1 处可导,则必定连续,从而有 − + a + b = 1 = 1 (a + b + 1) f (1 ) = f (1 ) = f (1) 2 即 a=2 ′ ′ f − (1) = f + (1)
机动 目录 上页 下页 返回 结束
ax + b ,
f (x) =
1 ( a+ b + 1) , 2
解y = − ln( 1 −源自x ), 令 u = 1 − x .
y = – lnu .
.
u′ −1 1 dy dy du = . =− = − = ⋅ ∴ y′ = 1− x u 1− x dx du dx
.
(4)复合函数求导练习 题 复合函数求导练习23题 复合函数求导练习
1
o o
( sin 2 x ) ′ = 2 cos 2 x (e
1 14 (ln(1 − x ))′ = − 1− x 3 o 3 15 (ln 2 x )′ = x
o o
.
21 (arcsin3 x )′ = 22 (e )′ = 2 xe
o x2 o
x2
3 1 − 9x2
16 (e 17
o o
o
3 x +1
)′ = 3e
3 x +1
2 (arctan2 x )′ = 1 + 4 x 2
0
√
).
( (
× ). √ √
).
(
).
(2)判断是非(是: √ 非: × ): 判断是非( 判断是非
.
已知 y = f ( x )在点 x 0 可导 :
f ( x 0 + h) − f ( x 0 ) e . f ′( x 0 ) = lim h→ 0 h f ( x 0 − h) − f ( x 0 ) f . f ′( x 0 ) = lim h→ 0 h f ( x 0 + 3h) − f ( x 0 ) 1 g . f ′( x 0 ) = lim h 3 h→ 0
高数导数与微分PPT课件
解: y 10x4 cos x, y 40x3 sin x,
y 120x2 cos x, y(0) 1
第15页/共36页
机动 目录 上页 下页 返回 结束
三、求导法则
(1) 函数的和、差、积、商的求导法则
设u u( x), v v( x)可导,则
100!
练习2、设 f (x) x 1,用导数的定义求f (2).
解: f (2) lim f ( x) f (2) lim
x2 x 2
x2
lim 1 1 x2 x 1 1 2
x 11 x2
第7页/共36页
机动 目录 上页 下页 返回 结束
6、导数的几何意义
f ( x0 )表示曲线 y f ( x)在点 M ( x0 , f ( x0 ))处切线
(1)(u v) u v,
(2)(cu) cu(c是常数),
(3)(uv) uv uv, [u( x) v( x)] u( x) v( x);
(4)
u v
uv v2
uv
(v
0)
.
u( x)
v(
x
)
u( x) v( x)
.
第16页/共36页
机动 目录 上页 下页 返回 结束
dy
则
dy dx
dt dx
(t) ; (t )
dt
d2y dx2
d( dy ) dx
dx
d ( (t)) dt (t)
dx
dt
第23页/共36页
机动 目录 上页 下页 返回 结束
例4、设
y
f
(
x
)
高等数学_第二章导数与微分习题课讲解
解:因为 f ( x)在x 1处可导,所以 f ( x) 在x 1处连续;
lim f ( x) lim f ( x) f (1)
x1
x1
即 lim 2 1= lim ax b a b
x1 1 x 2
x 1
b 1 a.
f(1)
lim
1处可导,
ax
b,当x
1
试确定 a, b的值。
分析 此题要求两个待定常数。通常需要寻找两个只以 a ,b 为未知量的方程。由已知条件 f ( x) 在分段点 x 1 处可导, 得一个方程 f(1) f(1);又由函数在一点可导必要条件: f ( x)在 x 1处连续,得第二个方程 f (1 0) f (1 0) 。 解此联立方程组,可求出 a ,b 。
e
1 x 1 x
1
2
1 x (1 x) (1 x)
1 x
(1 x)2
1
1 x
e 1 x
(1 x)(1 x)3
【例7】求星形线
x
y
a a
cos 3 sin3
t在
t
t
3
4
处的导数
dy dx
|
t
3
4
。
解:
dx dt
|
t
3
4
解:方程两边对 x 求导得
3x2 3 y2 y 3cos x 6 y 0
将 x 0 代入上方程,得 3 y 2 (0) y(0) 3 6 y(0) 0 (1)
将 x 0代入原方程,得 y(0) 0
导数与微分习题课
例8 设 y y( x) 是由方程 exy x y 所确定的
隐函数,求: y(0), y(0) .
解 方程两边关于 x 求导,得 ( y xy)exy 1 y , (1)
而 y(0) 1 , y(0) 0 .
(1)式两边再关于x求导:
e xy ( y xy)2 e xy (2 y xy) y ,
lim x sin 1 0 .
x0
x
10
例3 设 f (x) x(x 1)( x 2)(x 100), 求 f (0).
解 f (0) lim f ( x) f (0) x0 x 0
lim x( x 1)( x 2)( x 100)
x0
x
lim( x 1)( x 2)( x 100) x0
x 1 处处可导,求 x1
a,
b 的值.
解 f ( x) 在 x 1 处连续, 1 a b , b 1 a ,
f(1)
lim
x 1
f ( x) f (1) x1
x2 1 lim
x1 x 1
2,
f(1)
lim
x 1
f ( x) f (1) x1
ax b 1 lim
x1 x 1
二阶可导,且 f (t ) 0
,
求 d2 y
.
dx 2
t 1
8.
已知
x
e
y
3t 2 2t sint y
1
0
,求 dy , dy . dx dx t 0
9. 设 y x(sin x)cosx , 求 y.
28
练习题答案
29
设 f ( x) 3x3 x2 x ,则 f ( x) 在 x 0处可
《高等数学》上册(课件全集)第2章导数及微分
导数的几何意义
总结词
详细描述
总结词
详细描述
导数的几何意义是切线斜率 。
对于可导函数,其在某一点 的导数即为该点处的切线斜 率。在几何上,导数表示曲 线在该点的切线的斜率。这 个斜率决定了切线的倾斜程 度,进而决定了函数在该点 的变化趋势。
导数决定切线的斜率和倾斜 程度。
对于可导函数,其在某一点 的导数决定了该点处切线的 斜率和倾斜程度。如果导数 大于0,切线斜率为正,表 示函数值随自变量增大而增 大;如果导数小于0,切线 斜率为负,表示函数值随自 变量增大而减小。因此,导 数是研究函数图像和性质的 重要工具。
导数的定义
总结词
导数定义是函数在某一点的切线斜率。
详细描述
导数可以理解为函数在某一点的切线斜率。对于可导函数,其在某一点的导数 即为该点处切线的斜率。这个斜率决定了函数在该点的变化趋势,是研究函数 行为的重要工具。
导数的定义
总结词
导数是函数在某一点附近的变化率。
详细描述
导数表示函数在某一点附近的变化率,即函数值随自变量变化的速率。对于可导函数,其在某一点的 导数值越大,表示函数在该点附近的斜率越大,即函数值变化越快;导数值越小,表示函数值变化越 慢。
微分中值定理的应用非常广泛,是高等数学中重要的知识点之一。
05
导数与微分的应用
导数在几何中的Biblioteka 用切线斜率导数可以用来求曲线上某一点的切线斜率,从而了解曲线在该点 的变化趋势。
函数单调性
通过导数可以判断函数的单调性,进而研究函数的增减性。
极值问题
导数可以用来研究函数的极值问题,确定函数在哪些点取得极值 。
导数的物理意义
总结词
导数的物理意义是速度和加速度。
高等数学课件第二章导数的计算 习题课ppt
lim
3a
x1 x 1
f (1)
lim
x1
f ( x) f (1)
3 x 1 1
lim
Hale Waihona Puke x1x1 x 1 3
3a 1 , 3
f (1) 1
3
a 1, b 8.
9
9
当x 1时,
f
( x)
1 (
x3
8 )
1
x2;
9 93
当x 1时, f ( x) (3 x ) 1 .
33 x2
又 f 0 e ,证明 f x在 , 内处处可导.
解: 取 x y 0 代入恒等式,得 f 0 2 f 0 ,
因此 f 0 0 .
f x lim f x x f x
x 0
x
lim e x f x ex f x f x
x0
x
ex f
lim
0
x
f
0
f
x ex
1
x0
例3.
解:
1
x
2 3
3
所以 y x0 , 即在原点处有垂直切线.
令 1 1 1, 3 3 x2 3
得 x 1, 对应 y 1,
则在点(1,1) , (–1,–1) 处与已知直线平行. 平行的切线方程分别为
y
x 31y
20 y3
x
1
x
3
y
2
0O 1
y
1 1
x
x 1
3
例4.
f
二
阶
可
导, 求
u v
uv uv v2
(v
0) .
复合函数的导数: 设函数 y f (u),均u 可导( ,x)
大一高数课件第二章 2-习题课-1
y = f (x)
y
y = f (x)
o
x
o
x0
x
3、基本导数公式 (常数和基本初等函数的导数公式) 常数和基本初等函数的导数公式)
(C )′ = 0 (sin x ) ′ = cos x (tan x ) ′ = sec 2 x (sec x ) ′ = sec xtgx ( a x ) ′ = a x ln a 1 (log a x ln a 1 ′= (arcsin x ) 1− x2 1 (arctan x ) ′ = 1+ x2 x )′ =
4、求导法则 函数的和、 (1) 函数的和、差、积、商的求导法则
可导, 设 u = u( x ), v = v ( x )可导,则 是常数), ) (1)( u ± v )′ = u′ ± v ′ , (2)(cu)′ = cu′ ( c 是常数 )
′ ′ ) (3)( uv )′ = u′v + uv ′ , (4)( u )′ = u v −2 uv (v ≠ 0) . ) v v ′ ′
第二章 导数与微分 习题课
• 一、主要内容 • 二、例题与练习
关
dy = y′ ⇔ dy = y′dx ⇔ ∆y = dy + o(∆x) 系 dx
导 数 基本公式 导数 微 分
∆y lim ∆x→0 ∆x
dy = y′∆x
( x0 ) ∆y y′ x= x0 = lim = lim . ∆x→0 ∆x ∆x→0 ∆x 1.左导数 左导数: 1.左导数:
f −′ ( x 0 ) = lim
x → x0 − 0
f ( x ) − f ( x0 ) f ( x 0 + ∆x ) − f ( x 0 ) ; = lim ∆x → −0 x − x0 ∆x f ( x ) − f ( x0 ) f ( x 0 + ∆x ) − f ( x 0 ) ; = lim ∆x → + 0 x − x0 ∆x