1 函数的微分 微分的定义 微分的几何意义 基本初等函数 的微分公式与 微分的运算法则 微分在近似计算中的应用 微分的近似计算 误差估计 基本初等函数的微分公式 和、差、积、商的微分法则 复合函数的微分法则
2 第七节 函数的微分 一. 微分的定义: 1. 实例 —— 函数增量的构成 x0x0 x0x0 函数的增量由两部分构成:
3 2 、微分的定义 设函数 y=f(x) 在某区间内有定义, 区间内,如果函数的增量可表示为 (1)(1) 其中是不依赖于的常数,而是比高阶无穷小, 那么称函数 在点是可微的,而 叫做函数 相应于自变量增量 x 的微分, 在点 记作 dy ,即: 及在这定义
4 设函数 在点 可微, 则有 (1) 成立,即 等式两端除以 因此, 如果函数 在点可微,则在点 也一定可导, 且 3 、问题:函数可微的条件是什么? 于是, 当时, 由上式就得到 根据极限与无穷小的关系, 上式可写为 反之, 如果在存在, 可导, 即
5 则 故上式相当于 (1) 式, 在点 可微。 则 4. 函数可微的充要条件: 如函数的微分为 显然,函数的微分 与和有关。 函数在任意点的微分, 称为函数的微分, 记作 即
6 5 、微分的几何意义 x y M0M0 N P Q x0x0 T O 当 很小时,
7 例 1 求函数 解 函数 例 2 求函数 解 先求函数在任意点的微分
8 通常把自变量的增量称为自变量的微分. 记作 即 则函数 的微分又可记作: 这表明, 函数的微分与自变量的微分之商等于该函数的导数. 因此, 导数也叫 “ 微商 ”. 导数(微商)即微分之商。
9 二. 基本初等函数的微分公式与微分运算法则 1. 基本初等函数的微分公式 导数公式 微分公式
10 2. 函数的和、差、积、商的微分法则
11 函数和、差、积、商的求导法则函数和、差、积、商的微分法则 3. 复合函数的微分法则 —— 微分公式的形式不变性。 由此可见,无论是自变量还是中间变量的可微函数,微分形式 保持不变 。这一性质叫做微分形式不变性。
12 4 、利用微分公式的形式不变性计算 利用微分公式的形式不变性,不仅可以求函数的微分,而且 可以求导数,只要把微分运算进行到只剩自变量的微分,就可以 得到函数的导数。 例3:例3:
13 2 、分别按照 dx 、 dy 合并同类项。 得到 g 1 (x,y) dy = g 2 (x,y) dx 利用微分公式的形式不变性,求隐函数的微分和导数的步骤: 1 、不论自变量还是函数,对方程两边求微分。并将微分进行 到 dy 、 dx 。 3、3、
14 在求复合函数的微分时,也可以不写出中间变量。 解 解 把 2x+1 看成中间变量 u ,则 例4例4 求 例5例5 求
15 例 7 在下列等式左端的括号中填入适当的函数,使等式成立。 解:解: 解 应用积的微分法则得: (1) 因为 例6例6 求
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17 第八节 微分在近似计算中的应用 解: 例1:例1:
18 解: 例2:例2:
19 利用上式可导出工程上常用的几个公式 ( ): 假定很小 在 式中,取 得
20 解 解
21 绝对误差: 相对误差: 在实际工作中,由于某个量的精确值往往是无法知道的, 所以绝对误差和相对误差无法求得。
22 绝对误差 限: 相对误差限:
23 解: 通常把绝对误差限与相对误差限简称为绝对误差与相对误差。 例5:例5:
24 小 结: 4 .近似计算公式 5 .工业上常用的几个近似公式 6. 绝对误差与相对误差的定义及计算 1 .微分的定义、公式 2 .微分的几何意义 3 .基本初等函数的微分公式与微分运算法则 作业 : 习题 2-7 , 2-8 ,总习题二 学习指导 例题 2.15,2.16 , 第二章自测题 第二章自测题 作业纸: P16 下次交 P 下次交 P15--16