关于导数的几点思考及其应用

来源 :科学大众·教师版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Shimq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:本篇文章首先根据导数的极限定义,延伸思考并探讨了导数定义背后的实质含义,并因此探讨了导数在数学及其他学科方面的应用。
  关键词:导数
  中图分类号:G633.62 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2016)02-024-001
  1.引言
  1629年左右,法国数学家费马研究了曲线切线,以及求函数极值的方法,他构造了差分f(A E)-f(A),其中的因子E就是我们现在常说的导数。17世纪,生产力的发展推动了自然科学和技术的发展,数学家牛顿,莱布尼兹等开始系统的研究微积分。牛顿把变量称为“流量”,把变量的变化率称为“流数”,相当于我们所说的导数。19世纪60年代,德国数学家维尔斯特拉斯创造了“?着-?啄”语言,对微积分中出现的各种类型的极限重新加以表达,导数的定义也就有了今天常见的形式。
  2.导数的定义及思考
  导数(Derivative)是微积分中的重要概念。它描述的是函数的局部性质,描述了这个函数在这一点附近的变化率。导数有着广泛的应用范围。求一个函数导数的过程也成为求导,与积分是一个互逆的过程,是微积分中最为基础的两个概念。其中导数的定义如下:
  定义[1]:设函数y=f(x)于上有定义,x∈(a,b)固定,则定义导数f’(x)为差商△y/△x的极限
  如果f’(x)存在且为有限,则称f在点x可导。
  导数f’(x)又常记为y’,或者dy/dx,或df(x)/dx。
  从上述定义看出,导数是一个极限。是当自变量收敛到零时,因变量的改变量与自变量的改变量比值的极限。即所谓的变化率。
  我们知道,一个函数可导,则函数必连续。证明如下:
  即函数是连续的。上述结论反之则不成立,即一个函数如果是连续的,则不一定可导。例如:函数y=x,在整个实数轴上都是连续的,但是在x=0这一点却不可导。
  进一步研究导数的定义,我们发现:导数定义中的分式的分子与分母必须严格统一。即分母是函数自变量的改变量,分子则必须是对应两个自变量的因变量的改变量。例如:
  当函数y=f(x)具有连续性时,我们有:
  以及
  但是
  而
  更一般的,我们有如下结论:
  即在利用导数定义求极限的时候,必须把分子分母的自变量相对应统一起来进行计算。
  3.导数的应用
  导数是由速度变化问题及曲线的切线问题而抽象出来的数学概念。与物理,几何,代数等关系密切。可以用来求切线方程,求速度,加速的等一切变化量的瞬时变化率问题。
  应用一,求曲线在某一点的切线方程。
  假设曲线方程为y=f(x),求函数在点(x0,f(x0))的切线方程。如果函数可导,则函数在点(x0,f(x0))的切线斜率为f’(x0),于是根据点斜式方程,可以得出函数y=f(x)在点(x0,f(x0))的切线方程为:y-f(x0)=f’(x0)(x-x0)。
  如上图所示,点P0=(x0,f(x0)),P=(x0 △x,f(x0 △x))。当点P沿曲线
  y=f(x)运动到P0=(x0,f(x0))时,割线PP0与曲线过点P0的切线重合。故切线斜率为 ,因此切线方程为y-f(x0)=
  f’(x0)(x-x0)。
  4.结论
  本文我们深入研究了导数的定义,在充分了解导数的本质含义以后,我们给出了几个导数应用的经典例子。最后我们指出,在自然科学或者社会科学等各个学科中,凡是涉及到变化率的问题都可以利用导数或者高阶导的性质加以分析研究。
  参考文献:
  [1]欧阳光中,姚允龙,周渊编著.数学分析(上册),复旦大学出版社
  [2]陈传璋,金福临,朱学炎,欧阳光中编著.数学分析(上册),高等教育出版社
其他文献
常见的文言特殊句式有倒装句、判断句、省略句等,句式不尽相同。我们只要掌握了它的规律,学会辨别它们的方法,困难就迎刃而解了,本人通过本文的分析,帮助学生很好的掌握学习
摘 要:课程改革的核心变化就是学习方式的改变,从“以教为主”的单一、被动的学习方式,到以“自主、合作、探究”为特征的自主学习方式,是培养创新型人才的有效途径。小组合作学习的特点是以小组为单位,以学生为主体,为了共同的学习目标共同学习、相互促进、整体提高的一种新型教学方式。关键词:科学分组; 重视学情; 准备充分; 优化评价中图分类号:G633.41 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2
据2010年12月30日《科技时报》消息,爱尔兰科克大学等机构的研究人员日前在英国《微生物学》杂志上报告,他们对一种乳酸菌的基因作了改造,使其能生成一种共轭亚油酸,而共轭亚油酸
《小松树和大松树》是苏教版第二册语文教材第八单元的一篇寓言故事。主要描述山上的一棵小松树认为自己长得高,看不起山下的大松树。后来风伯伯告知小松树真相。全文总共3个
期刊
教育游戏的出现,为教学注入了新鲜活力,为提高教学质量提供了新的教学手段,也为践行新课程改革所倡导的教育理念提供了一种新的途径。游戏将教学内容和游戏结合起来,寓教于乐
据2010年12月10日《参考消息》援引法新社华盛顿2010年12月8日消息,美国得克萨斯州的科学家在新一期《繁殖生物学》上发表的一篇论文报告了这项研究成果。此前,已有其他科学家
随着在成本方面的优势日益削弱,珠三角迫切地需要进行产业调整和升级。对珠三角的产业集聚及创新情况的问卷调查表明,珠三角企业间联系紧密,企业业绩较好并重视市场导向型的研发
清代文学,在中国文学上是呈现出一种特殊的现象,也是对中国古典文学具有总结性的时期。从文学的形式说来,在数量上是包括着前代的各种文体,并且发扬而光大之。以诗而论,清诗
本文介绍了利用教材"技能训练"栏目培养学生探究能力的具体方法。
据2011年6月20日《新民晚报》援引新华社同日上午电,一份于2011年6月19日发表在《自然地理学》杂志上的研究报告介绍,造林减缓全球变暖的实际效果极其有限,造林不能替代减排。