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1、第二章导数与微分微积分学的创始人: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)导数思想最早由法国数学家Ferma在研究极值问题中提出.英国数学家Newton第一节1.导数和微分的定义一、导数的定义四、导数的几何意义三、函数的可导性与连续性的关系二、单侧导数五、微分一、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2.曲线的切线斜率曲线在M点处的切线割线MN的极限位置MT(当时)割线MN的斜率切线MT的斜率两个问题的共性:瞬时速度切线斜率所求量为函数增量
2、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:即则称函数若的某邻域内有定义,在点处可导,在点的导数.运动质点的位置函数在时刻的瞬时速度曲线在M点处的切线斜率若上述极限不存在,在点不可导.若也称在若函数在开区间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.由定义求导数的步骤一些基本初等函数的导数常数函数的导数幂函数
3、的导数正（余）弦函数的导数对数函数的导数指数函数的导数常数函数的导数解注：例2.正弦函数的导数解所以同理可得例1.例3.求函数解:幂函数的导数的导数更一般地说明：对一般幂函数(为常数)例如，（以后将证明）对数函数的导数解例4.指数函数的导数解例5.（见1-4函数连续性的例3）在点的某个右邻域内五、单侧导数若极限则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,定理2.函数在点且存在简写为若函数与都存在,则称在开区间内可导,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
4、有其中故所以函数在点x连续.即在处的连续但不可导。注意:函数在点x连续未必可导.证例1:处连续但不可导在试证处连续。在处不可导。在例2:0－1/π101分段函数在分段点的可导性解例6.7.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.三、导数的几何意义曲线在点的切线斜率为若曲线过上升;若曲线过下降;若切线与x轴平行,称为驻点;若切线与x轴垂直.yx曲线在点处的切线方程:法线方程:切线法线例8，求曲线在处的切线方程和法线方程。解：切线方程：法线方程：一、微分的概念引例:一块正方形金属薄片受温度变化的影响,问此薄片面积改变了多少?设薄片边长为
5、x,面积为A,则面积的增量为关于△x的线性主部高阶无穷小时为故称为函数在的微分当x在取得增量时,变到边长由其的微分,定义:若函数在点的增量可表示为(A为不依赖于△x的常数)则称函数而称为记作即定理:可微的充要条件是则在点可微,定理:函数证:“必要性”已知在点可微,则故在点的可导,且在点可微的充要条件是在点处可导,且即定理:函数在点可微的充要条件是在点处可导,且即“充分性”已知即在点的可导,则说明:时,所以时很小时,有近似公式与是等价无穷小,当故当微分的几何意义当很小时,则有从而导数也叫作微商切线纵坐标的增量自变量的微分,记作记例如,基本初等函数的微分公式(见P66表)又如
6、,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;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7.微分概念微分的定义及几何意义可导可微2.设存在,则3.已知则4.若时,恒有问是否在可导?解:由题设由夹逼准则故在可导,且且作业P1095,6(2、3),7
