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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,微积分学的创始人:,德国数学家 Leibniz,微分学,导数,描述函数变化快慢,微分,描述函数变化程度,都是描述物质运动的工具,(从微观上研究函数),导数与微分,导数思想最早由法国,数学家 Fermat 在研究,极值问题中提出.,英国数学家 Newton,第1页，共27页。,一、引例,二、导数的定义,三、导数的几何意义,四、函数的可导性与连续性的关系,五、单侧导数,第一节,机动 目录 上页 下页 返回 结束,导数的概念,第二章,第2页，共27页。,一、引例,1.变速直线运动的速度,设描述质点运动位置的函数为,则 到 的平均速度为,而在 时刻的瞬时速度为,自由落体运动,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第3页，共27页。,2.曲线的切线斜率,曲线,在,M,点处的切线,割线,M N,的极限位置,M T,(当 时),割线,M N,的斜率,切线,MT,的斜率,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第4页，共27页。,两个问题的,共性:,瞬时速度,切线斜率,所求量为,函数增量,与,自变量增量,之比的极限.,类似问题还有:,加速度,角速度,线密度,电流强度,是,速度增量,与,时间增量,之比的极限,是,转角增量,与,时间增量,之比的极限,是,质量增量,与,长度增量,之比的极限,是,电量增量,与,时间增量,之比的极限,变化率问题,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第5页，共27页。,二、导数的定义,定义1.,设函数,在点,存在,并称此极限为,记作:,即,那么称函数,假设,的某邻域内有定义,在点,处,可导,在点,的,导数,.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第6页，共27页。,运动质点的位置函数,在 时刻的瞬时速度,曲线,在,M,点处的切线斜率,说明:,在经济学中,边际本钱率,边际劳动生产率和边际税率等从数学角度看就是导数.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第7页，共27页。,假设上述极限不存在,在点 不可导.,假设,也称,在,假设函数在开区间 I 内每点都可导,此时导数值构成的新函数称为,导函数,.,记作:,注意,:,就说函数,就称函数,在,I,内可导.,的导数为,无穷大,.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第8页，共27页。,例1.,求函数,(,C,为常数)的导数.,解:,即,例2.,求函数,解:,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第9页，共27页。,说明：,对一般幂函数,(为常数),例如，,以后将证明,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第10页，共27页。,例3.,求函数,的导数.,解:,那么,即,类似可证得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第11页，共27页。,例4.,求函数,的导数.,解:,即,或,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第12页，共27页。,原式,是否可按下述方法作:,例5.,证明函数,在,x,=0 不可导.,证:,不存在,例6.,设,存在,求极限,解:,原式,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第13页，共27页。,三、导数的几何意义,曲线,在点,的切线斜率为,假设,曲线过,上升;,假设,曲线过,下降;,假设,切线与,x,轴平行,称为,驻点,;,假设,切线与,x,轴垂直.,曲线在点,处的,切线方程:,法线方程:,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第14页，共27页。,例7.,问曲线,哪一点有垂直切线?哪一点处,的切线与直线,平行?写出其切线方程.,解:,令,得,对应,那么在点(1,1),(1,1)处与直线,平行的切线方程分别为,即,故在原点(0,0)有垂直切线,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第15页，共27页。,四、函数的可导性与连续性的关系,定理1.,证:,设,在点,x,处可导,存在,因此必有,其中,故,所以函数,在点,x,连续.,注意:,函数在点,x,连续未必可导,.,反例:,在,x,=0,处连续,但不可导.,即,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第16页，共27页。,在点,的某个,右,邻域内,五、单侧导数,假设极限,那么称此极限值为,在 处的,右 导数,记作,即,(左),(,左,),例如,在,x,=0 处有,定义2,.,设函数,有定义,存在,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第17页，共27页。,定理2.,函数,在点,且,存在,简写为,在点,处,右,导数存在,定理3.,函数,在点,必,右,连续.,(,左,),(,左,),假设函数,与,都存在,那么称,显然:,在闭区间,a,b,上可导,在开区间,内可导,在闭区间,上可导.,可导的,充分必要条件,是,且,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第18页，共27页。,内容小结,1.导数的实质:,3.导数的几何意义:,4.可导必连续,但连续不一定可导;,5.已学求导公式:,6.判断可导性,不连续,一定不可导.,直接用导数定义;,看左右导数是否存在且相等.,2.,增量比的极限;,切线的斜率;,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第19页，共27页。,思考与练习,1.,函数 在某点 处的导数,区别:,是函数,是数值;,联系:,注意:,有什么区别与联系?,？,与导函数,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第20页，共27页。,2.,设,存在,那么,3.,那么,4.假设,时,恒有,问,是否在,可导?,解:,由题设,由夹逼准那么,故,在,可导,且,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第21页，共27页。,注意:函数在点 x 连续未必可导.,(为常数),机动 目录 上页 下页 返回 结束,莱布尼兹(1646 1716),英国数学家 Newton,机动 目录 上页 下页 返回 结束,机动 目录 上页 下页 返回 结束,则 到 的平均速度为,机动 目录 上页 下页 返回 结束,是质量增量与长度增量之比的极限,平行?写出其切线方程.,是速度增量与时间增量之比的极限,他还设计了作乘法的计算机,5.,设,问,a,取何值时,在,都存在,并求出,解:,故,时,此时,在,都存在,显然该函数在,x,=0 连续.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第22页，共27页。,作业,P,第二节 目录 上页 下页 返回 结束,第23页，共27页。,牛顿,(1642 1727),伟大的英国数学家,物理学家,天文,学家和自然科学家.,他在数学上的卓越,奉献是创立了微积分.,1665年他提出正,流数(微分)术,次年又提出反流数(积分)术,并于1671,年完成?流数术与无穷级数?一书(1736年出版).,他,还著有?自然哲学的数学原理?和?广义算术?等.,第24页，共27页。,莱布尼兹,(1646 1716),德国数学家,哲学家.,他和牛顿同为,微积分的创始人,他在?学艺?杂志,上发表的几篇有关微积分学的论文中,有的早于牛顿,所用微积分符号也远远优于牛顿.,他还设计了作乘法的计算机,系统地阐述二进制计,数法,并把它与中国的八卦联系起来.,第25页，共27页。,备用题,解:,因为,1.,设,存在,且,求,所以,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第26页，共27页。,在,处连续,且,存在，,证明:,在,处可导.,证,：,因为,存在，,那么有,又,在,处连续,所以,即,在,处可导.,2.,设,故,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第27页，共27页。,
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