导数的基本概念

📝 导数的定义

\[f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{{\Delta y}}{{\Delta x}} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}}{{\Delta x}}\]

引例1:蜂群增长

📝 深入探究

引例2:瞬时速度

📝 深入探究

\[f'(x_0) = \lim_{h \to 0}\frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h}\]

等价形式:

\[f'(x_0) = \lim_{x \to x_0}\frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0}\]
Δx = 1

瞬时变化率

导数表示函数在某一点的瞬时变化率,它描述了函数值随自变量变化的快慢程度。

\[\text{平均变化率} = \frac{\Delta y}{\Delta x} = \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}\] \[\text{瞬时变化率} = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x} = f'(x_0)\]

实际应用

  • 速度是位移对时间的导数
  • 加速度是速度对时间的导数
  • 成本变化率是成本对产量的导数

可导与连续的关系

可导函数一定连续,但连续函数不一定可导。

\[f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}}{{\Delta x}}\]

可导函数的连续性

如果函数在某一点处可导,则该函数在该点连续。

\[f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}}{{\Delta x}}\]

📖 函数可导与连续关系学习

切线的几何意义

导数在几何上表示函数图像在该点处的切线斜率

\[\text{切线斜率} = \tan \alpha = f'(x_0)\]

导数的计算

📊 基本导数公式

📖 初等函数导数公式学习

✍ 证明示例


✍ 利用导数定义求导数

导数的定义探究

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📈 导数运算法则

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导数的应用

几何应用
物理应用
经济学应用
信息安全应用

典型例题

例题 1: 求 \(f(x) = x^2 + 3x + 1 \)的导数


📖 函数导数计算

数学史

📚 导数发展历史

高价导数

📚 高价导数定义

利用导数加密解密

📚导数项目化学习方案

📚演示1

📝 更多示例


📚演示2