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。
设函数 $y = f(x)$ 在点 $x_0$ 的某个邻域内有定义,如果极限
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 $\left.\frac{dy}{dx}\right|_{x=x_0}$。
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。
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。
函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的左导数定义为:
函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的右导数定义为:
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。
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。
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。
下列函数中,在 $x = 0$ 处不可导的是:
函数 $f(x) = x^2$ 在点 $x = 3$ 处的导数值是 。
求函数 $f(x) = \sin 2x$ 的导数。
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?
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。
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。
探索导数在物理学中的实际应用
深入理解导数作为切线斜率的几何解释
掌握复合函数、隐函数等高级求导方法