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函数导数与微分

课程大纲

第一章 导数与微分的概念

1.1 导数的定义
25分钟
1.2 导数的几何意义
30分钟
1.3 导数的物理意义
20分钟
1.4 微分的概念
35分钟

第二章 导数的计算

2.1 基本求导法则
40分钟
2.2 复合函数求导
45分钟
2.3 隐函数求导
35分钟
2.4 参数方程求导
30分钟

第三章 高阶导数

3.1 高阶导数的概念
25分钟
3.2 高阶导数的计算
40分钟

第四章 微分中值定理

4.1 罗尔定理
30分钟
4.2 拉格朗日中值定理
35分钟
4.3 柯西中值定理
30分钟

第五章 导数的应用

5.1 函数的单调性
30分钟
5.2 函数的极值
40分钟
5.3 函数的最值
35分钟
5.4 曲线的凹凸性
30分钟
5.5 函数图像描绘
45分钟
总进度
已完成 7/20 节
25:18

1.1 导数的定义

本节课介绍导数的基本定义、极限表达式以及导数的计算方法。

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课件内容

导数的定义

设函数 $y = f(x)$ 在点 $x_0$ 的某个邻域内有定义,如果极限

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

存在,则称函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处可导,并称此极限为函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的导数,记作 $f'(x_0)$ 或 $\left.\frac{dy}{dx}\right|_{x=x_0}$。

导数的几何意义

函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的导数 $f'(x_0)$ 表示曲线 $y = f(x)$ 在点 $(x_0, f(x_0))$ 处的切线的斜率。

导数的几何意义
导数的物理意义

如果 $s = f(t)$ 是物体运动的位移函数,那么导数 $v = f'(t)$ 表示物体在 $t$ 时刻的瞬时速度。

单侧导数

函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的左导数定义为:

$$f'_-(x_0) = \lim_{x \to x_0^-} \frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0}$$

函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的右导数定义为:

$$f'_+(x_0) = \lim_{x \to x_0^+} \frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0}$$

函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处可导的充要条件是左导数和右导数都存在且相等。

可导性与连续性的关系

如果函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处可导,则 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处必定连续。但反之不然,即函数在某点连续不一定在该点可导。

重要结论

可导性是比连续性更强的条件。函数图像在可导点处是光滑的,没有尖点、角点或垂直切线。

我的笔记

习题练习

选择题

下列函数中,在 $x = 0$ 处不可导的是:

填空题

函数 $f(x) = x^2$ 在点 $x = 3$ 处的导数值是

计算题

求函数 $f(x) = \sin 2x$ 的导数。

讨论区

张明

| 2小时前
5 回复

关于导数定义中的极限表达式,我有一个疑问:为什么要用 $\Delta x \to 0$ 而不是直接计算 $x = x_0$ 时的函数值?

李华

| 昨天 14:30
8 回复

有没有人能推荐一些关于导数应用的练习题?我想多做一些实际问题的应用。

王教授

老师 | 3天前
15 回复

同学们注意:下周一将进行导数与微分章节的小测验,范围包括导数的定义、计算及几何意义。请大家认真复习。

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