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【乱写】极限、导数、微分

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自己对概念的一些理解……嘛,闲着的时候写的,没弄到电脑上,先放在这里吧。


1楼2013-06-09 20:27回复
    二·函数极限
    从上面我们得出了数列极限的定义。下面我们来看一看函数的极限。
    对于在点t附近有定义的函数f(x),如何才能认定f(x)当x“趋近于”t的极限为y呢?
    这时没有一个“充分大”的n,只有一个“充分接近t”的x。
    所以,我们沿用上面的,取一个很小的正数ε,都能找到一个很接近t的x使得|f(x)-y|<ε。就假设x与t的距离是δ吧(即δ=|x-t|)。这样一来会出现与上面类似的问题:虽然f(x)离y很近,但是对于比x更接近t的x1呢?是否有|f(x1)-y|<ε?
    假若有一些比x更接近t的x1,但是f(x1)与y相差很大,那么也不行。
    所以对于所有的比x更接近t的x1(0<|x1-t|<δ)都应该保证|f(x1)-y|<ε才行。
    因此,完全类似地,我们得到以下定义:
    设点t,以及在t附近有定义的f(x)(定义域为E)。
    如果对于任意小的ε>0,都有一个δ>0,使得一切满足0<|x-t|<δ的x∈E,都有|f(x)-y|<ε,那么就说f(x)当x→t的极限是y,记作lim(x→t)f(x)=y。


    3楼2013-06-09 20:52
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      三·导数
      1)启发性想法
      导数的起源是几何。后来导数在物理上也有很多的应用。
      首先,导数来源于这样的一个问题:求一条曲线的切线。
      假设这条曲线是以y=f(x)的函数的形式给出的,我们此时要求A(x,f(x))处的切线。因为我们知道了这一个点,所以我们只要知道切线斜率就够了。
      怎样才是切线呢?我们取曲线上另一个点B(t,f(t)),连接AB得到一条直线,很显然这并不是切线;它是一条“割线”。要是我们想得到切线,我们可以让B充分接近A,从而这条割线也就越来越接近接近切线。
      可见,AB的斜率k(t)=(f(t)-f(x))/(t-x)。所以要得到切线斜率,我们就可以对k(t)取t→x的极限。即k=lim(t→x)k(t)。
      因此,我们可以如上引入一个值k,称作f在x处的导数。
      2)定义
      设函数f在点x0附近有定义。如果极限lim(t→x0)(f(t)-f(x0))/(t-x0)存在,那么就称这个极限值为f在x0处的导数,记作f'(x0),或者df/dx|x=x0。
      如果记△x=t-x0,那么上述极限也可写作lim(△x→0)(f(x0+△x)-f(x0))/△x


      4楼2013-06-09 21:18
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        最好附上积分的定义


        IP属地:德国6楼2013-08-04 11:43
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          暂且填上微分的坑……
          微分
          现在我们有一个复杂的函数f(x),我们不好研究它。但是我们又想去研究它,所以,我们考虑可以用容易研究的函数g(x)去近似表示f(x)。
          怎么算容易研究呢?最容易研究的函数——当然是一次函数g(x)=kx+b了。但是显然一次函数不能很好地近似复杂的函数,所以,我们考虑可以在某一点的附近“局部地”用一次函数来近似f。
          假设给定了这个点x0,我们现在来探究如何去用一次函数近似f。我们希望,f(x0)-g(x0)最好要等于0。于是,g(x)过点(x0,f(x0)),于是可以将g的表达式写作g(x)=k(x-x0)+f(x0)。
          要考量近似的程度,就要做差f(x)-g(x)。我们把它记作p(x)。由上面的表达式我们有p(x)= f(x)-g(x)=f(x)-f(x0)-k(x-x0)
          很显然p(x0)=0,且p(x0+h)= f(x0+h)-f(x0)-kh。显然,要想较好地近似f,当h趋近0时p(x0+h)必须要比h“更快”地接近0,从而使x0附近的误差尽量小。严格写起来就是,当h→0时p(x0+h)/h→0(也就是说,p(x0+h)是h的高阶无穷小,记作o(h))。
          从而有p(x0+h)=o(h)。
          因此从原式可得,f(x0+h)-f(x0)-kh=o(h),也就是说,f(x0+h)-f(x0)=kh+o(h)。
          一般来说,我们习惯把f(x0+h)-f(x0)记作△f,如果要详细表明自变量h的话就写成△f(h)。所以,△f(h)=kh+o(h)。
          【对上式两边同时除以h得到,△f(h)/h=k+o(h)/h,如果此时我们令h→0的话,就会得到f’(x0)=k,也就是说,我们所求的一次函数g也就是f在x0处的切线。】
          为了统一起见,我们规定线性函数kh为f在x0的微分,记作df(h)(即是说,df(h)=kh)。注意,微分df是个函数(虽然它有两个字母= =),而不是个变量。
          为了写法上的方便,我们取恒等映射π(π(h)=h),那么就有df(h)=kπ(h),于是我们可以不写自变量h而只写函数:df=kπ。
          出于习惯,微分学上一般把这里的恒等映射π写作dx(它的由来是f(x)=x的微分,df(h)=h)。然后,我们把式子中的k换成f’(x0),看看我们得到了什么:
          df=f’(x0)dx
          也就是说,df/dx=f’(x0),这就是我们熟悉的导数的莱布尼茨记号。
          至此,df/dx有了两个含义,一个是算子d/dx作用在f上,另外一个就是df和dx两个函数的商(微商之名由此而来)。
          【另外,对于函数定义域内每一个可微的点x0,我们都能找到一个微分df。所以我们得到了一族微分,可以把它记作函数的形式df(x),注意,这时对于每个x0,df(x0)依旧是个函数(或者说,df(x)的函数值也是函数),其自变量为h。为了清晰起见,我们可以把这个“两重”的函数写作df(x)(h)。要注意,它与二元函数是不一样的,它更像一个向量场(向量场在空间中每一点附上一个向量,比如电场;而df(x)(h)在每一个x附上一个函数)。实际上学了张量的知识后会发现,它是一个一阶张量场。】


          本楼含有高级字体7楼2013-08-07 08:53
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            来自Android客户端8楼2013-08-07 09:15
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              开始学高数了,特地来看一下


              IP属地:浙江来自Android客户端9楼2014-10-25 16:15
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                IP属地:江苏来自Android客户端10楼2014-10-28 18:57
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                  居然还有人。。那就继续顶吧。。


                  IP属地:河南来自Android客户端11楼2014-10-29 00:05
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                    都不会啊


                    IP属地:浙江来自Android客户端12楼2014-11-03 07:54
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                      木瓜讲解得好好,尽管说我没怎么看懂呢~~


                      13楼2015-01-22 17:50
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                        好深奥


                        来自Android客户端14楼2015-03-01 00:25
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