微分
微分(Differentiation)
极限是否存在 ->是否连续 -> 是否可导 -> 导数是否连续
极限 → 导数 → 积分 → 级数 → 微分方程
核心目标: 研究函数的变化率与局部行为(如切线斜率、极值点)。
1. 基础准备
- Chap 1.1–1.3:函数与图像
- 函数定义域、值域、奇偶性、周期性(1.1)。
- 函数复合、平移伸缩变换(1.2)。
- 三角函数基本性质(1.3)。
2. 极限理论(Chap 2)
- 导数根基:
- 平均变化率 → 瞬时变化率(2.1)。
- 极限定义(limx→cf(x)=L)、极限法则(四则运算)(2.2)。
- ε-δ 精确定义(2.3)、单侧极限(2.4)。
- 连续性判断(2.5):limx→cf(x)=f(c)。
- 无穷极限与渐近线(2.6)。
3. 导数计算(Chap 3)
- 定义与规则:
- 点导数:f′(a)=limh→0hf(a+h)−f(a)(3.1)。
- 导函数 f′(x) 的求解(3.2)。
- 核心法则:
- 幂函数、指数、对数函数导数(3.3)。
- 三角函数导数:dxdsinx=cosx,dxdcosx=−sinx(3.5)。
- 链式法则:dxdy=dudy⋅dxdu(3.6)。
- 隐函数求导(3.7)。
- 相关变化率(3.8):建立变量关联方程后求导。
- 应用工具:
- 线性近似:L(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)(3.9)。
- 微分 dy=f′(x)dx(3.9)。
4. 导数应用(Chap 4)
- 函数性态分析:
- 闭区间最值定理(4.1)。
- 中值定理:f(b)−f(a)=f′(c)(b−a)(4.2)。
- 单调性判别:f′>0 增,f′<0 减(4.3)。
- 凹凸性与拐点:f′′>0 凹,f′′<0 凸(4.4)。
- 优化与数值方法:
- 最优化建模(4.5):设变量、建目标函数、求临界点。
- 牛顿法迭代:xn+1=xn−f′(xn)f(xn)(4.6)。