微分係數

微分係數

微分係數(differential coefficient)即導數,18世紀,拉格朗日(J.-L.Lagrange)在企圖用代數方法定義微積分的基本概念時,先定義x的函式的微分A·Δx,再求出它的係數A,並稱為微分係數,用通用的語言來說,它就是導數,這個名詞今已少用 。

基本介紹

微分係數 微分係數
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設 是定義在區間 上的函式,如果a是區間 內的一點,那么 是定義在區間 內除a以外的 點上的函式,此時如果存在極限:

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那么就稱 在a點處 可微(differentiable),或者稱在 處 可微,並稱此極限為函式 在a 點處的 微分係數(differentiable coefficient),記為 :

微分係數 微分係數

相關概念

可微與導函式

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當函式 在所屬區間內的任意點x均可微時,則稱函式 可微,或稱函式 關於 x可微。此時 也是定義在區間 上的關於x的函式,稱 為函式 的 導函式(derived function derivative),求函式 的導函式 ,稱為對函式 進行微分,或函式 關於x進行微分。

在(1)式中如果用x替換a,用x+h替換x,則

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當 時,用 表示 。有時也稱 為 微商(differentiable quotient)。令 ,則

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定理1如果函式在x點可微,那么函式在x點連續。

推論定義在某區間上的可微函式在該區間上是連續函式。

無窮小量

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當自變數x增加 成為時,相應地函式y也增加 成為 ,因此把和 分別稱為x和y的 增量(increment)。

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在x點可微時,設

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則 是滿足h≠0的h的函式,並且 ,雖然 是定義在h≠0的h的函式,但當h=0時,若定義 ,則對所有的h,

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成立,如果令函式 ,那么

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一般地,若 ,則稱函式 為 無窮小量,當 是無窮小量時,無窮小量 用符號 表示,即用小寫字母o來代表 ,在不關心函式 的具體形式時,用符號 很方便。如果使用這個符號,那么上式為:

微分係數 微分係數

上式(3)可寫為:

微分係數 微分係數

如果用a替換x,用x替換x+h,那么

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切線

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對在a點處可微的函式 ,把由線性方程式

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確定的直線:

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稱為定義在圖像 上 點處函式 的 切線(tangentline)。在高中數學中,也稱它為在 點處圖像 的切線,其方程式是(7),但在我們這裡,把方程式(7)所確定的直線定義為在 點處 的切線。

圖1 圖1
微分係數 微分係數
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表示函式 的微分係數的符號除 之外,還有 等。

左微分係數和右微分係數

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微分係數的定義 中,當a是 的定義域 的左端點,例如 時, 當x從右向a接近時的極限記作 ,所以,

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一般地,即使a是 的內點,如果極限 存在,則稱此極限為 在a點處的 右微分係數(right differential coefficient)。用 表示:

微分係數 微分係數
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並且這時,稱 在a點處向右可微,或 右可微(right differentiable)。

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又,設 ,則

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同理可定義左微分係數 。

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例如,如果 是定義在區間 上的可微函式,則 ,又,如果定義在區間上的函式在的內點a處左可微和右可微,且,那么在a點處可微,並且,。

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