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[科普中国]-微分系数

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微分系数(differential coefficient)即导数,18世纪,拉格朗日(J.-L.Lagrange)在企图用代数方法定义微积分的基本概念时,先定义x的函数的微分A·Δx,再求出它的系数A,并称为微分系数,用通用的语言来说,它就是导数,这个名词今已少用1。

基本介绍设 是定义在区间 上的函数,如果a是区间 内的一点,那么 是定义在区间 内除a以外的 点上的函数,此时如果存在极限:

那么就称 在a点处可微(differentiable),或者称在可微,并称此极限为函数 在a1点处的微分系数(differentiable coefficient),记为 2:

相关概念可微与导函数当函数 在所属区间内的任意点x均可微时,则称函数可微,或称函数 关于 x可微。此时 也是定义在区间 上的关于x的函数,称 为函数导函数(derived function derivative),求函数 的导函数 ,称为对函数 进行微分,或函数 关于x进行微分。

在(1)式中如果用x替换a,用x+h替换x,则

时,用 表示 。有时也称微商(differentiable quotient)。令 ,则

定理1如果函数在x点可微,那么函数在x点连续。

推论定义在某区间上的可微函数在该区间上是连续函数。

无穷小量当自变量x增加 成为时,相应地函数y也增加 成为 ,因此把 分别称为x和y的增量(increment)。

在x点可微时,设

是满足h≠0的h的函数,并且 ,虽然 是定义在h≠0的h的函数,但当h=0时,若定义 ,则对所有的h,

成立,如果令函数 ,那么

一般地,若 ,则称函数无穷小量,当 是无穷小量时,无穷小量 用符号 表示,即用小写字母o来代表 ,在不关心函数 的具体形式时,用符号 很方便。如果使用这个符号,那么上式为:

上式(3)可写为:

如果用a替换x,用x替换x+h,那么

切线对在a点处可微的函数 ,把由线性方程式

确定的直线:

称为定义在图像 点处函数切线(tangentline)。在高中数学中,也称它为在 点处图像 的切线,其方程式是(7),但在我们这里,把方程式(7)所确定的直线定义为在 点处 的切线。

表示函数 的微分系数的符号除 之外,还有 等。

左微分系数和右微分系数微分系数的定义 中,当a是 的定义域 的左端点,例如 时, 当x从右向a接近时的极限记作 ,所以,

一般地,即使a是 的内点,如果极限 存在,则称此极限为 在a点处的右微分系数(right differential coefficient)。用 表示:

并且这时,称 在a点处向右可微,或右可微(right differentiable)。

又,设 ,则

同理可定义左微分系数

例如,如果 是定义在区间 上的可微函数,则 ,又,如果定义在区间上的函数的内点a处左可微和右可微,且,那么在a点处可微,并且,

本词条内容贡献者为:

王海侠 - 副教授 - 南京理工大学