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数学中,什么叫做导数,它的概念是如何理解的?

发布网友 发布时间:2022-05-18 17:23

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热心网友 时间:2023-10-21 00:34

导数
导数(derivative)亦名微商,由速度问题和切线问题抽象出来的数学概念。又称变化率。如一辆汽车在10小时内走了 600千米,它的平均速度是60千米/小时,但在实际行驶过程中,是有快慢变化的,不都是60千米/小时。为了较好地反映汽车在行驶过程中的快慢变化情况,可以缩短时间间隔,设汽车所在位置x与时间t的关系为x=f(t),那么汽车在由时刻t0变到t1这段时间内的平均速度是[f(t1)-f(t0)/t1-t0],当 t1与t0很接近时,汽车行驶的快慢变化就不会很大,平均速度就能较好地反映汽车在t0 到 t1这段时间内的运动变化情况 ,自然就把极限[f(t1)-f(t0)/t1-t0] 作为汽车在时刻t0的瞬时速度,这就是通常所说的速度。一般地,假设一元函数 y=f(x )在 x0点的附近(x0-a ,x0 +a)内有定义,当自变量的增量Δx= x-x0→0时函数增量 Δy=f(x)- f(x0)与自变量增量之比的极限存在且有限,就说函数f在x0点可导,称之为f在x0点的导数(或变化率)。若函数f在区间I 的每一点都可导,便得到一个以I为定义域的新函数,记作 f′,称之为f的导函数,简称为导数。函数y=f(x)在x0点的导数f′(x0)的几何意义:表示曲线l 在P0[x0,f(x0)] 点的切线斜率。

导数是微积分中的重要概念。导数定义为,当自变量的增量趋于零时,因变量的增量与自变量的增量之商的极限。在一个函数存在导数时,称这个函数可导或者可微分。可导的函数一定连续。不连续的函数一定不可导。

物理学、几何学、经济学等学科中的一些重要概念都可以用导数来表示。如,导数可以表示运动物体的瞬时速度和加速度、可以表示曲线在一点的斜率、还可以表示经济学中的边际和弹性。

求导数的方法
(1)求函数y=f(x)在x0处导数的步骤:
     ① 求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0)
     ② 求平均变化率
     ③ 取极限,得导数。
(2)几种常见函数的导数公式:
     ① C'=0(C为常数);
     ② (x^n)'=nx^(n-1) (n∈Q);
     ③ (sinx)'=cosx;
     ④ (cosx)'=-sinx;
     ⑤ (e^x)'=e^x;
     ⑥ (a^x)'=ax^lna
    
(3)导数的四则运算法则:
     ①(u±v)'=u'±v'
     ②(uv)'=u'v+uv'
    ③(u/v)'=(u'v-uv')/v²

(4)复合函数的导数
  复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数--称为链式法则。
导数是微积分的一个重要的支柱!
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