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开导!

区区导数

高中都学过

但是怎么定义求导还是要记一下的,总的来说就是

f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x)=\lim_{h \to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} 其实这个高中也学过

不过类似于极限,导数也有左右,左导数右导数统称为单侧导数

和极限一样,如果一个点左右导数一样且连续,那这个点是可导(光滑) 的,即

f(x0)=limh0f(x+h)f(x)h=limh0+f(x+h)f(x)h=f+(x0)f_-'(x_0)=\lim_{h \to 0^-}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}=\lim_{h \to 0^+}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}=f_+'(x_0)

必须要注意的是:分段函数的分段点处必须用定义求导

加减乘除就不说了,都会

简单来说就是

[f1(x)]=1f(y)dydx=1dxdy\displaystyle[f^{-1}(x)]'=\frac{1}{f'(y)}或\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{dx}{dy}} 显然要f(y)0f(y)≠0且单调

有个y=f[g(x)]y=f[g(x)],令u=g(x)u=g(x)那导数就是y=f(u)g(x)y'=f'(u) g'(x)

这里

高阶导数这东西,一般是可以慢慢算找规律的吧

比如

(sinx)(n)=sin(x+nπ2)(eax)(n)=aneax\begin{aligned} &(\sin x)^{(n)}=\sin(x+\frac{n\pi}{2}) \\ &(e^{ax})^{(n)}=a^ne^{ax} \end{aligned}

还有的之后再补

对于两个乘在一起的函数的高阶导数,有个大概是莱布尼兹发现的莱布尼兹公式

(uv)(n)=k=0nCnku(nk)v(k)(uv)^{(n)}=\sum_{k=0}^nC_n^ku^{(n-k)}v^{(k)}

挺像那个二项式定理的,但算起来很麻烦

隐函数求导需要和上边的复合函数求导一起看……当年就是不记得复合函数求导而痛失过五分啊

隐函数就是xxyy都在同一侧的函数,与之对应,平时看到的函数叫显函数

对其求导也是十分简单:两边同时对xx求导,有yy就按复合函数求导来

有这么一个参数方程

{x=ϕ(t)y=ψ(t)\left\{ \begin{aligned} &x=\phi(t) \\ &y=\psi(t) \end{aligned} \right.

那该怎么求dydx\frac{dy}{dx}呢,显然

dydx=dydtdtdx\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{dt} \cdot \frac{dt}{dx}

然后上下同除dtdt变成

dydt1dxdt=ψ(t)ϕ(t)\frac{dy}{dt}\cdot \frac{1}{\frac{dx}{dt}}=\frac{\psi'(t)}{\phi'(t)}

所以只要求xxyy关于tt的导数就好了,二阶导不过就是再套一层,把d2yxdx2\displaystyle \frac{d^2y_x}{dx^2}变成d(yx)dx\displaystyle \frac{d(y_x')}{dx}便能继续上下同除dtdt

也就是当limxaf(x)F(x)=00\displaystyle \lim_{x \to a}\frac{f(x)}{F(x)}=\frac{0}{0}时,有

limxaf(x)F(x)=limxaf(x)F(x)\lim_{x \to a}\frac{f(x)}{F(x)}=\lim_{x \to a}\frac{f'(x)}{F'(x)}

也就是此时两数之比与导数之比相等

一个能将那些不是多项式的函数用多项式拟合的方法……具体怎么实现我觉得并不重要了

一些应试的东西都在这里

熟悉的单调性以及没那么熟悉的东西

Section titled “熟悉的单调性以及没那么熟悉的东西”

单调性和高中没区别

指函数在某一区间上增速(即导数)越来越快,一个例子是y=x2y=x^2

则反过来,一个例子是y=x2y=-x^2

显然衡量导数的变化率用的是二阶导,也就是说,f(x)>0f''(x)>0时函数为f(x)<0f''(x)<0时为

如果凹凸性在一个点发生了变化,也就是说这个点处的二阶导为零,两边的二阶导一正一负,那这个点被称为拐点

拐点也可能来自于二阶导不存在

有两种方法

第一种和高中时的一样,找到f(x)=0f'(x)=0的点,然后看这个点两边的f(x)f'(x)是否有变化就好

第二种也要找出f(x)=0f'(x)=0的点,然后看这个点处的二阶导,如果f(x)<0f''(x)<0,那这里就是极大值点,反之当f(x)>0f''(x)>0时即为极小值点

第二种方法在之后会使用得更多

曲率是个高中都学过的东西,就是拿来衡量某一点的弯曲程度的,记作KK

虽然我也不记得怎么来的了,但是

K=y(1+y2)32K=\frac{\vert y'' \vert}{(1+y'^2)^{\frac32}}

曲率圆的半径叫曲率半径,又记作ρ\rho

ρ=1K\rho=\frac1K