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導函數

導函數

徠如果函數f(x)在(a,b)中每一點處都可導,則稱f(x)在(a,b)上可導,則可建立f(x)的導函數,簡稱導數,記為f'(x)

如果f(x)在(a,b)內可導,且在區間端點a處的右導數和端點b處的左導數都存在,則稱f(x)在閉區間[a,b]上可導,f'(x)為區間[a,b]上的導函數,簡稱導數。

定義


若將一點擴展成函數在其定義域包含的某開區間I內每一個點,那麼函數在開區間內可導,這時對於內每一個確定的值,都對應著的一個確定的導數,如此一來每一個導數就構成了一個新的函數,這個函數稱作原函數的導函數,記作:或者。
函數在它的每一個可導點。處都對應著一個唯一確定的數值——導數值,這個對應關係給出了一個定義在全體可導點的集合上的新函數,稱為函數的導函數,記為。
導函數的定義表達式為:
值得注意的是,導數是一個數,是指函數在點處導函數的函數值。但通常也可以說導函數為導數,其區別僅在於一個點還是連續的點。

分類


基本函數的導函數
其中C為常數
和差積商函數的導函數
複合函數的導函數
設則
例:則
導函數
導函數

條件


如果一個函數的定義域為全體實數,即函數在上都有定義,那麼該函數是不是在定義域上處處可導呢?答案是否定的。函數在定義域中一點可導需要一定的條件是:函數在該點的左右兩側導數都存在且相等。這實際上是按照極限存在的一個充要條件(極限存在它的左右極限存在且相等)推導而來。
例如:在處雖連續,但不可導(左導數-1,右導數1)
上式中,后兩個式子可以定義為函數在處的左右導數:
左導數:
右導數:

單調性


一般地,設函數在某個區間內有導數,如果在這個區間,那麼函數在這個區間上為增函數:如果在這個區間,那麼函數在這個區間上為減函數;如果在這個區間,那麼函數在這個區間上為常數函數

導數極值


一般地,設函數在及其附近有定義,如果的值比附近所有各點的函數值都大,我們說是函數的一個極大值;如果的值比附近所有各點的函數值都小,我們說是函數的一個極小值。極大值與極小值統稱極值。
在徠定義中,取得極值的點稱為極值點,極值點是自變數的值,極值指的是函數值。請注意以下幾點:
1.極值是一個局部概念。由定義,極值只是某個點的函數值與它附近點的函數值比較是最大或最小,並不意味著它在函數的整個的定義域內最大或最小。
2.函數的極值不是唯一的。即一個函數在某區間上或定義域內極大值或極小值可以不止一個。
3.極大值與極小值之間無確定的大小關係。即一個函數的極大值未必大於極小值。
4.函數的極值點一定出現在區間的內部,區間的端點不能成為極值點。而使函數取得最大值、最小值的點可能在區間的內部,也可能在區間的端點。
5.在函數取得極值處,如果曲線有切線的話,則切線是水平的,從而有。但反過來不一定。如函數,在處,曲線的切線是水平的,但這點的函數值既不比它附近的點的函數值大,也不比它附近的點的函數值小。若滿足 =0,且在的兩側的導數異號,則是的極值點,是極值,並且如果 在兩側滿足“左正右負”,則是f(x)的極大值點,是極大值;如果 在兩側滿足“左負右正”,則是的極小值點,是極小值。
6.極值與最值的區別:極值是在局部對函數進行比較,最值是在整體區間上對函數值進行比較