牛顿332、画出来的切线有误差;代数法求点的斜率;微分基本公式推导 微分(百度百科): …微、分、微分:见《牛顿321~330》… … 多元型 …元:见《欧几里得45》… (…《欧几里得》:小说名…) …型:见《伽利略9》… (…《伽利略》:小说名…) 当自变量为多个时,可得出多元微分的定义。 …量:见《欧几里得27》… …定、义、定义:见《欧几里得28》… 一元微分又叫常微分。 切线微分 …切、线、切线:见《牛顿288》… 1、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。 …斜、率、斜率:见《牛顿289》… 然而,画出来的切线是有误差的。 …误、差、误差:见《牛顿64》… 也就是说,以作图法得到的斜率并不是完全准确的斜率。 …完、全、完全:见《欧几里得39》… 微分最早就是为了从数学上解决这一问题而产生的。 …数、学、数学:见《欧几里得49》… 以y=x^2 为例,我们需要求出该曲线在(3,9)上的斜率,当△x与△y的值越接近于0,过这两点直线的斜率就越接近所求的斜率m。 …^:乘方… …x^2:x的平方… …△:读音是"德尔塔"。音标为/deltə/。 在物理学中,△常常作为变量的前缀使用,表示该变量的变化量,如:△t(时间变化量)、△T(温度变化量)、△X(位移变化量)、△v(速度变化量)等等…见《牛顿8》… 当△x与△y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 △x)^2=9 Δy →3^2 △x^2 2×3×△x=9 Δy →9 △x^2 6△x=9 Δy →△x^2 6△x=Δy (两边减去9) →△x 6=Δy/△x (两边除以△x) ∵ m=(△x→0)lim Δy/△x [m为曲线在(3,9)上的斜率,Δy/△x为直线斜率] …lim:极限符号,limit的前三个字母… […极、限、极限:见《欧几里得218~300》… …limit(英文):n.限度;限制;极限;限量;限额;(地区或地方的)境界,界限,范围。 v.限制;限定;限量;减量…] ∴ m=(△x→0)lim Δy/△x=(△x→0)lim (6 △x)=6 (△x→0)lim △x=6 我们得出,y=x^2在点(3,9)处的斜率为6。 2、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。 …方、法、方法:见《欧几里得2、3》… …时、间、时间:见《伽利略10》… …计、算、计算:见《欧几里得157》… 这里我们仍以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 △x,y Δy),我们按上面的方法再计算一遍: …方、法、方法:见《欧几里得2、3》… (x △x)^2=y Δy →x^2 △x^2 2×x·△x=y Δy ∵ y=x^2 ∴ x^2 △x^2 2×x·△x=x^2 Δy →△x^2 2×x·△x=Δy (两边减去x^2) →△x 2x=Δy/△x (两边除以△x) ∵ (△x→0)lim(△x 2x)=2x (△x→0)lim △x=2x ∴ m=(△x→0)lim Δy/△x=2x 我们得出,y=x^2在点(x,y)处的斜率为2x。 3、从二次函数到幂函数 …函、数、函数:见《欧几里得52》… …幂:见《欧几里得113》… 通过以上的方法,我们可以得出x的二次函数在任意一点上的斜率。 但这远远不够。 我们需要把这种方法扩充到所有幂函数: (x △x)^n=y Δy →x^n nx^(n-1)△x … nx△x^(n-1) △x^n=y Δy (二项展开式) ∵ y=x^n ∴ x^n nx^(n-1)△x … nx△x^(n-1) △x^n=x^n Δy →nx^(n-1)△x … nx△x^(n-1) △x^n=Δy (两边减去x^2) →nx^(n-1) … nx△x^(n-2) △x^(n-1)=Δy/△x (两边除以△x) 加上极限: (△x→0)lim[nx^(n-1) … nx△x^(n-2) △x^(n-1)]=(△x→0)lim Δy/△x ∴ nx^(n-1)=(△x→0)lim Δy/△x (其他项均带有△x,在△x→0的情况下都可以视为等于0) 即:(△x→0)lim Δy/△x=nx^(n-1) 我们得出,y=x^n在点(x,y)处的斜率为nx^(n-1)。 4、从幂函数到单项式 …单项式(百度百科):由数和字母的积组成的代数式叫做单项式。 单独的一个数或一个字母也叫做单项式(0可看做0乘a,1可以看做1乘指数为0的字母,b可以看做b乘1)。 分数和字母的积的形式也是单项式… (…形、式、形式:见《欧几里得13》…) …单项式(百度汉语)2:没有加、减运算的整式。 其中数字因数(包括数和表示常数的字母)称为单项式的系数。 各自变数称为单项式的元,各元指数之和称为单项式的次数,如3xy^3·z^2是三元六次单项式,其系数是3。 任一非0数都可看作单项式,称为0次单项式。 0则称为0单项式,次数不定… (…运、算、运算:见《欧几里得121》… …常、数、常数:见《欧几里得132》… …系、数、系数:见《牛顿2》…) 我们可以把幂函数的斜率扩展到单项式函数y=ax^n的斜率,依然假设有两点(x,y)和(x △x,y △y): a(x △x)^(n 1)=y Δy →ax^n anx^(n-1)△x … anx△x^(n-1) a△x^n=y Δy (二项展开式) ∵ y=ax^n ∴ ax^n anx^(n-1)△x … anx△x^(n-1) a△x^n=ax^n Δy →anx^(n-1)△x … anx△x^(n-1) a△x^n=Δy (两边减去ax^n) →anx^(n-1) … anx△x^(n-2) a△x^(n-1)=Δy/△x (两边除以△x) 加上极限: (△x→0)lim[anx^(n-1) … anx△x^(n-2) a△x^(n-1)]=(△x→0)lim Δy/△x ∴ anx^(n-1)=(△x→0)lim Δy/△x (其他项均带有△x,在△x→0的情况下都可以视为等于0) 即:(△x→0)lim Δy/△x=anx^(n-1) 我们得出,y=ax^n在点(x,y)处的斜率为anx^(n-1)。 这就是微分的基本公式。 …基、本、基本:见《欧几里得2》… …公:见《欧几里得1》… …式、公式:见《欧几里得132》… 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。 …学、习、学习:见《牛顿160》… …复、杂、复杂:见《欧几里得133》… …法、则、法则:见《欧几里得108》… (△x→0)lim Δy/△x=m被记作dy/dx=m (本质相同;一种本质的两种说法。 …本、质、本质:见《欧几里得22》…) 5、多项式 当函数为几个ax^n 形式的单项式的和或差时,这个函数的导数只需在单项式的导数上进行加减即可。 …导、数、导数:见《牛顿288~294》… 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 △y=(u △u) (v △v) ∵ y=u v ∴ y △y=(u △u) (v △v) →u v △y=(u △u) (v △v) →△y=△u △v 两边除以△x:△y/△x=△u/△x △v/△x ∵ (△x→0)lim Δy/△x=m被记作dy/dx=m;△y/△x=△u/△x △v/△x ∴ dy/dx=du/dx dv/dx=amx^(m-1) bnx^(n-1) →d(ax^m bx^n)/dx=amx^(m-1) bnx^(n-1) 同理可以得出d(ax^m-bx^n)/dx=amx^(m-1)-bnx^(n-1) 最后得出公式: d(ax^m±bx^n)/dx=amx^(m-1)±bnx^(n-1) 有了这两个公式,我们可以对大部分常见的初等函数求导。 "d(a)/dx=0 请看下集《牛顿333、微分运算法则;常数的导数为什么是0?》" 若不知晓历史,便看不清未来 欢迎头条号"人性的游戏"