§3.1 导数引例 一、瞬时速度问题 一物体作直线变速运动,走过的距离 S 与时间 t 的关 系为 极限 存在, 该极限就是物体在
二、切线问题 求曲线 f(x) 上点 M 处的切线斜率。 过 M 点作割线 MN , 当N当N 沿曲线 M 时, 极限位置的割线就是切线
上述两例共同点:
§3.2 导数的定义 一、定义
或 即
要点: 也可用其他符号表 示
导(函)数
2. 右导数 : 1. 左导数 : 二、单侧导数
三、用定义求导数 步骤 : 例2、例2、 解:
例3、例3、
更一般地 例如,
例5、例5、 解:
例6、例6、
四、导数的几何意义 切线方程为 法线方程为
解: 由导数的几何意义, 得切线斜率为 所求切线方程为 法线方程为
五、可导与连续的关系 定理 可导函数必定连续。 证:证: 由例 6 可知,连续函数不一定可导! 注意:
连续函数不可导点举例 显然函数在锐点不可导! 0 2
0 无穷导数点也是不可导点!
0 1 1/π - 1/π 注意:不要错误地以为分段函数 在分段点都不可导。 极限是震荡型不存在,
例8、例8、 解:
六、小结 1. 导数的实质 : 增量比的极限 ; 3. 导数的几何意义 : 切线的斜率 ; 4. 函数可导一定连续,但连续不一定可导 ; 5. 用定义求导数三步骤: 6. 判断可导性 不连续, 一定不可导。 连续 直接用定义 ; 看左右导数是否存在且相等。
一、填空题 练 习 题 三( 1 ) 4 、曲线在点( 0,1 )处的切线方程。
二、若 f ( x ) 是偶函数且在 x=0 点可导,证明 答案答案
§3.3 导数基本公式与法则 一、和、差、积、商的求导法则 定理 逐项求导依据 注意:
只证 (2) :
推论:
例1、例1、 解: 例2、例2、
例3、例3、 同理可得
例4、例4、 解: 分段函数求导 数, 分界点要用 左右导数讨论!
思考题 1 求曲线 上与 x 轴平行的切线方程。 解答
练 习 题 三( 2 )
二、计算下列各函数的导数: 答案答案
二、复合函数求导法则 因变量对自变量求导, 先求因变量对中间变量的导数, 再 乘以中间变量对自变量的导数。 ( 链式法则 ) 定理:
证:
推广 例5、例5、 解:
例6、例6、 例7、例7、
例8、例8、
三、反函数的导数 反函数的导数等于直接函数导数的倒数。 定理:
证:
例9、例9、 解: 同理可得
例 10 、 解:解: 特别地
四、隐函数 F(x,y)=0 求导数 解: 将 y 看成中间变量,用复合函数求导法则对方程两边逐 项求导后,解出
五、对数求导法 运算级别, 再用隐函数的求导方法求出导数。 取对数能降低 例 12 、 解: 两边取对数
一般地则有 例 13 、 解:
六、小结 3 、反函数的求导法则( 注意成立条件 ) ; 2 、复合函数的求导法则 ( 合理分解复合过程, 逐层剥笋 ) 1 、求导数的四则运算法则( 注意积商的导数 ) ; 4 、隐函数求导(将因变量看成中间变量 ); 6 、所有基本初等函数的导数(导数公式): 5 、取对数求导法(利用取对数降低函数的运算级别);
导数公式
思考题 2 解答 2 、幂函数在其定义域内( )。 (1) 一定可导; ( 2 )一定不可导; ( 3 )不一定可导。
练 习 题 三( 3 ) 一、填空:
解答 二、求下列函数的导数
练习题三( 1 )答案 一、填空 二、(略)
思考题 1 解答 切点有两个 曲线与 x 轴平行的切线方程为和 解:与 x 轴平行的切线斜率为零
思考题 2 解答: 1 、选择( 3 ) 如 在 u = 0 处不可导, 1)1)在 x = 0 处可导,但是 2)2) 在 x = 0 处不可导; 在 x = 0 处可导,而且 在 x = 0 处也可导
2 、选择( 3 ) 如 在 x = 0 处不可导, 在定义域内处处可导,
练习题三( 2 )答案
练习题三( 3 )答案
§3.4 高阶导数 问题 : 变速直线运动的加速度 定义 记作 一、概念
三阶导数的导数称为四阶导数, 二阶和二阶以上的导数统称为高阶导数。 二阶导数的导数称为三阶导数,
二、 计算方法 例1、例1、 解: 1. 直接法 : 逐阶求出高阶导数。
例2、例2、 解:解:
例3、例3、 小结 : 逐阶求出高阶导数, 分析高阶导数系数的规律性, 写 出 n 阶导数。
例4、例4、 解: 同理可得
2、间接法 : 常用高阶导数公式 利用已知的高阶导数公式, 通过导数运算法则 变量代换等方法, 求出 n 阶导数。
例5、 解:
例6、 解: 恒等变形降次
三、小结 1 、高阶导数的定义 ; 2 、高阶导数的计算: ( 1 )直接法 ; ( 2 )间接法. 思考题 解答
练 习 题 三( 4 ) 一、填空
解答
§3.5 微分 实例 : 正方形面积 S 的改变量 ΔS 的近似计算 1 、近似计算的需要 (1)是(1)是(2)是(2)是 ( 2 )可忽略, 一、微分的定义
问题 : 是否所有函数的改变量都有这个线性主部 ? 如何得到 ? 容易计算的近似值 2 、定义
要点 :
3 、可微的条件 定理 证:证: (1) 必要性 (2) 充分性
于是 y = f(x) 的微分 例1、例1、 解: 例2、例2、
二、微分的几何意义 M N T ) 几何意义 :( 如图 ) P
三、微分法则 1 、微分公式(基本初等函数的微分)
2. 微分法则 例3、例3、 解:
四、一阶微分形式不变 结论: 一阶微分形式不变
例5、例5、 解:解: 例4、例4、 解:解:
例6、例6、 解: 在括号中填入适当的函数, 使等式成立
五、近似计算
例 7 、计算下列各式的近似值 解:( 1 )
证:
六、小结 1 、微分学解决两类问题 : 函数的变化率问题 函数改变量的近似计算问题微分 导数 2 、导数与微分的联系 :
3 、导数与微分的区别 : 4 、微分的计算和用于近似计算
练 习 题 三( 5 ) 一、填空
解答
思考题解答 用定义计算
练习题三( 4 )答案
练习题三( 5 )答案 四、(略)
§5.4 换元积分法 则根据一阶微分形式不变性,有
设 即 如果可微,则有 一、第一换元法 第一换元公式 使用此公式的关键在于将 化为
例 1 、 求 解:
第一换元公式可直接表示为 成功的关键是利用凑出微分 第一换元公式也称为凑微分法
例2、 求例2、 求 解:(一) (二) 一般地
例3、 求例3、 求 解: 一般地
例 4 、求 解:
例5、求例5、求
例6、求例6、求
例7、 求例7、 求
例 8 、求 解:
例 9 、求 解:
例 10 、 求 解:原式
例 11 、求 解:
例 12 、求 解: 当被积函数是奇次的弦函数相乘时,先凑微分 一般地
例 13 、 求 解: 当被积函数是偶次的弦函数相乘时,先恒等变形降次 一般地
例 14 、 求 解: ( 一 ) (恒等变形,使分母为偶次乘积,再凑微分)
解 : (二) 类似地可推出
解 : (一) 例 15 、设 求 解 : ( 二 )
例 16 、求 解:
则有第二换元公式 二、第二换元法
例 17 、求 解: 一般地
例 18 、 求 解: 令 一般地 n 为各根指数的最小公倍数
例 19 、 求 解: 令
例 20 、 求 解:令
例 21 、求 解: 令
去除二次式的二次根号,借助的是三角代换,一般地: 令令 令 例 22 、求 解:令 但去除二次根式并非 一定要用三角代换。
例 23 、求 解:令 当分母的阶较高时, 可采用倒代换 由例 22
例 24 、 求 解:: 令
补充积分公式补充积分公式
三、小结 两类积分换元法: (一)凑微分 (二)根式代换、三角代换、倒代换 补充积分公式
思考题 求积分 答案答案
练 习 题 五( 2 ) 一、填空题 1 、若则 2 、求时,可作 x = _________ 变换; 3 、求 时,可作 x = _________ 变换;
答案答案
思考题解答
练习题五( 2 )答案
求 导 法 则求 导 法 则 基本公式 导 数微 分微 分 高阶导数 一、主要内容
1 、导数的概念 2 、单侧导数 1、1、
2 、基本导数公式 (常数和基本初等函数的导数公式)
3 、求导法则 (1) 函数的和、差、积、商的求导法则 (2) 反函数的求导法则
(3) 复合函数的求导法则 (4) 对数求导法 先在方程两边取对数, 然后利用隐函数的求导方法 求出导数. 适用范围 :
(5) 隐函数求导法则 用复合函数求导法则直接对方程两边求导. (6) 参变量函数的求导法则
4 、高阶导数 记作 二阶导数的导数称为三阶导数, ( 二阶和二阶以上的导数统称为高阶导数 )
5 、 微分的定义 定义 ( 微分的实质 )
6 、导数与微分的关系 定理 7 、 微分的求法 求法 : 计算函数的导数, 乘以自变量的微分.
基本初等函数的微分公式
函数和、差、积、商的微分法则 8 、 微分的基本法则 微分形式的不变性
二、典型例题 例1例1 解
例3例3 解 分析 : 不能用公式求导.
例4例4 解 两边取对数
例2例2 解
例5例5 解 先去掉绝对值
例6例6 解
例7例7 解
测 验 题测 验 题
测验题答案