微积分常用导数公式(菜鸡速通微积分)

大家好感谢阅读本鸡的拙作,欢迎关注,今天小编就来聊一聊关于微积分常用导数公式?接下来我们就一起去研究一下吧!

微积分常用导数公式(菜鸡速通微积分)

微积分常用导数公式

大家好!感谢阅读本鸡的拙作,欢迎关注。

本文是菜鸡强行理解初等微积分概念的系列之一,以后考虑推出视频。专为微积分的初学者设计,也特别适合需要快速复习微积分基本概念的选手,比如需要学习复变、场论、物理、偏微分方程等等的选手。

说人话,没有让你望而却步的晦涩的证明。别废话,来啊。

先把一句话放这里,导数就是切线的斜率,就是速度,就是变化率。

一、导数定义从零开始

能记得导数定义,并且能说出上面三个词的含义的选手,直接跳到第二段。

第一个例子是几何的。

认真观察上面的图形。假设你有一个函数,y=f(x)。这是一个一元实值函数,而且假装你已经做出了函数的图像。现在盯着点图像上的点P(a,f(a))。你想得到过P点的切线,可以在图像上做点Q,当Q距离P远时,必须称线段PQ割线。现在,明摆着,割线的斜率是

现在让Q在图像上逐渐向P移动,当越来越近时,最终你得到切线。最终的意思是,让自变量x的变化量,趋于0,也就是无穷小。也是明摆着的事,切线的斜率就是让自变量x向a无穷接近时的割线的斜率。用极限的记号就是

第二个例子是物理的。认真观察下面的图

假设你关心一个做直线运动的物体,其在t=a时刻,经过点P的速度。假设你已经有了位置关于时间的函数。也就是有了函数s=f(t)。

你可以假想物体经过P时,继续运动。比如在t=a h时刻,到了Q。

现在线段PQ的斜率,就是平均速度

平均速度

如果你让h趋于0,就是让时间的增量越来越小时,就得到了 瞬时速度

瞬时速度

这两个例子都很容易。重要的是需要计算相同类型极限,记作

极限定义

如果不管这两个问题的具体意义,上面极限号里面的公式,就是“函数值改变量相对于自变量变化量的比率”,也就是变化率

斜率,速度,变化率,是你理解大多数概念的重要工具。在不同的场合要运用不同的术语,差不多立刻就得到答案。比方说求导法则的大部分,都可以强行解释,不用证明。

二、求导法则

求导法之所以重要,是因为,原则上,你只要记住很少的几个导数公式,就可以运用求导法则获得更多。

第一条,常数的导数是零。废话,因为常数不会变化,所以变化率必须是零。

第二条,函数乘以常数,导数变成同样的倍数。这么说吧,你一秒走一米,现在一秒走k米,速度当然是k倍

第三条,函数的和的导数,是导数的和。简直了,你一秒吃100克米饭,喝20克饮料,问你一秒吃喝多少,这还是速度。只不过是稍微变了一下。

第四条,函数的差的导数,是导数的差。简直了,你一秒喝100克水,尿20克尿,问你一秒体重增加多少,这还是速度。只不过是稍微变了一下,输入-输出的速度。

第五条,积的求导法。这个难,也重要。分部积分就是从这里来的。

仔细看图。矩形面积是长*宽。假设长和宽都可以随着时间变化,那么面积的变化量=上面一条 右边一条 右上角一块。因为你要考虑极限,并且相对的,右上那块可以忽略(这是因为:右上的长和宽都是无穷小)。所以忽略了右上那块时,就剩下了上面一条,右边一条。除以自变量,取极限,就是倒数第二个公式。

第六条,商的求导法。这个更难。但是仍然可以强行解释一波(如果你不觉得证明难,就别看这个解释了)。

盯着商f/g,认真考虑。假设分子分母都在变化。问变化率是什么。你可以想,如果分母g不变,那么肯定分子f变化越快,商变化越快,因此要有g*f'。类似的,如果分子f不变,那么肯定g变化越快,商变化率越小,所以,要有-f*g'。综合在一起,要有g*f'-f*g'。但是这个表达式量纲不对,比方说,f单位是斤,g单位是米,它们的商就是一个线密度的概念。假设x单位是秒,商的导数就是斤/(米*秒),如果分母没有个g^2,整个公式都不对了。这个推理的逻辑是反证法“没有xx不行”=“必须要有xx”。

所有思路学自J.Stewart的书《calculus》。这本书是世界流行的课本,没有傅里叶级数,微分方程也少。因为欧美一般要单开微分方程和傅里叶分析课程。国内的物理和工科根本不开。原因不想说了。

推荐龚昇先生的《简明微积分》。可以去看亚马逊的评论。那个xxxxxxxx,就是本鸡

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