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微積分常用導數公式

圖文 更新时间:2025-04-01 13:51:39

微積分常用導數公式?大家好感謝閱讀本雞的拙作,歡迎關注,今天小編就來聊一聊關于微積分常用導數公式?接下來我們就一起去研究一下吧!

微積分常用導數公式(菜雞速通微積分)1

微積分常用導數公式

大家好!感謝閱讀本雞的拙作,歡迎關注。

本文是菜雞強行理解初等微積分概念的系列之一,以後考慮推出視頻。專為微積分的初學者設計,也特别适合需要快速複習微積分基本概念的選手,比如需要學習複變、場論、物理、偏微分方程等等的選手。

說人話,沒有讓你望而卻步的晦澀的證明。别廢話,來啊。

先把一句話放這裡,導數就是切線的斜率,就是速度,就是變化率。

一、導數定義從零開始

能記得導數定義,并且能說出上面三個詞的含義的選手,直接跳到第二段。

第一個例子是幾何的。

認真觀察上面的圖形。假設你有一個函數,y=f(x)。這是一個一元實值函數,而且假裝你已經做出了函數的圖像。現在盯着點圖像上的點P(a,f(a))。你想得到過P點的切線,可以在圖像上做點Q,當Q距離P遠時,必須稱線段PQ割線。現在,明擺着,割線的斜率是

現在讓Q在圖像上逐漸向P移動,當越來越近時,最終你得到切線。最終的意思是,讓自變量x的變化量,趨于0,也就是無窮小。也是明擺着的事,切線的斜率就是讓自變量x向a無窮接近時的割線的斜率。用極限的記号就是

第二個例子是物理的。認真觀察下面的圖

假設你關心一個做直線運動的物體,其在t=a時刻,經過點P的速度。假設你已經有了位置關于時間的函數。也就是有了函數s=f(t)。

你可以假想物體經過P時,繼續運動。比如在t=a h時刻,到了Q。

現在線段PQ的斜率,就是平均速度

平均速度

如果你讓h趨于0,就是讓時間的增量越來越小時,就得到了 瞬時速度

瞬時速度

這兩個例子都很容易。重要的是需要計算相同類型極限,記作

極限定義

如果不管這兩個問題的具體意義,上面極限号裡面的公式,就是“函數值改變量相對于自變量變化量的比率”,也就是變化率

斜率,速度,變化率,是你理解大多數概念的重要工具。在不同的場合要運用不同的術語,差不多立刻就得到答案。比方說求導法則的大部分,都可以強行解釋,不用證明。

二、求導法則

求導法之所以重要,是因為,原則上,你隻要記住很少的幾個導數公式,就可以運用求導法則獲得更多。

第一條,常數的導數是零。廢話,因為常數不會變化,所以變化率必須是零。

第二條,函數乘以常數,導數變成同樣的倍數。這麼說吧,你一秒走一米,現在一秒走k米,速度當然是k倍

第三條,函數的和的導數,是導數的和。簡直了,你一秒吃100克米飯,喝20克飲料,問你一秒吃喝多少,這還是速度。隻不過是稍微變了一下。

第四條,函數的差的導數,是導數的差。簡直了,你一秒喝100克水,尿20克尿,問你一秒體重增加多少,這還是速度。隻不過是稍微變了一下,輸入-輸出的速度。

第五條,積的求導法。這個難,也重要。分部積分就是從這裡來的。

仔細看圖。矩形面積是長*寬。假設長和寬都可以随着時間變化,那麼面積的變化量=上面一條 右邊一條 右上角一塊。因為你要考慮極限,并且相對的,右上那塊可以忽略(這是因為:右上的長和寬都是無窮小)。所以忽略了右上那塊時,就剩下了上面一條,右邊一條。除以自變量,取極限,就是倒數第二個公式。

第六條,商的求導法。這個更難。但是仍然可以強行解釋一波(如果你不覺得證明難,就别看這個解釋了)。

盯着商f/g,認真考慮。假設分子分母都在變化。問變化率是什麼。你可以想,如果分母g不變,那麼肯定分子f變化越快,商變化越快,因此要有g*f'。類似的,如果分子f不變,那麼肯定g變化越快,商變化率越小,所以,要有-f*g'。綜合在一起,要有g*f'-f*g'。但是這個表達式量綱不對,比方說,f單位是斤,g單位是米,它們的商就是一個線密度的概念。假設x單位是秒,商的導數就是斤/(米*秒),如果分母沒有個g^2,整個公式都不對了。這個推理的邏輯是反證法“沒有xx不行”=“必須要有xx”。

所有思路學自J.Stewart的書《calculus》。這本書是世界流行的課本,沒有傅裡葉級數,微分方程也少。因為歐美一般要單開微分方程和傅裡葉分析課程。國内的物理和工科根本不開。原因不想說了。

推薦龔昇先生的《簡明微積分》。可以去看亞馬遜的評論。那個xxxxxxxx,就是本雞

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