更新时间:2024-05-12 14:57
如果函数f(x)在(a,b)中每一点处都可导,则称f(x)在(a,b)上可导,则可建立f(x)的导函数,简称导数,记为f'(x)。
如果f(x)在(a,b)内可导,且在区间端点a处的右导数和端点b处的左导数都存在,则称f(x)在闭区间[a,b]上可导,f'(x)为区间[a,b]上的导函数,简称导数。
若将一点扩展成函数f(x)在其定义域包含的某开区间I内每一个点,那么函数f(x)在开区间内可导,这时对于开区间内每一个确定的值,都对应着f(x)的一个确定的导数,如此一来每一个导数就构成了一个新的函数,这个函数称作原函数f(x)的导函数,记作:y'或者f′(x)。
函数f(x)在它的每一个可导点x。处都对应着一个唯一确定的数值——导数值f′(x),这个对应关系给出了一个定义在f(x)全体可导点的集合上的新函数,称为函数f(x)的导函数,记为f′(x)。
导函数的定义表达式为:
值得注意的是,导数是一个数,是指函数f(x)在点X0处导函数的函数值。但通常也可以说导函数为导数,其区别仅在于一个点还是连续的点。
基本函数的导函数
其中C为常数
和差积商函数的导函数
[f(x) + g(x)]' = f'(x) + g'(x)
[f(x) - g(x)]' = f'(x) - g'(x)
[f(x)g(x)]' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)
[f(x)/g(x)]' = [f'(x)g(x) - f(x)g'(x)] / [g(x)^2]
复合函数的导函数
设 y=u(t) ,t=v(x),则 y'(x) = u'(t)v'(x) = u'[v(x)] v'(x)
例 :y = t^2 ,t = sinx ,则y'(x) = 2t * cosx = 2sinx*cosx = sin2x
如果一个函数的定义域为全体实数,即函数在上都有定义,那么该函数是不是在定义域上处处可导呢?答案是否定的。函数在定义域中一点可导需要一定的条件是:函数在该点的左右两侧导数都存在且相等。这实际上是按照极限存在的一个充要条件(极限存在它的左右极限存在且相等)推导而来。
例如:f(x)=|x|在x=0处虽连续,但不可导(左导数-1,右导数1)
上式中,后两个式子可以定义为函数在处的左右导数:
一般地,设函数y=f(x)在某个区间内有导数,如果在这个区间y'>0,那么函数y=f(x)在这个区间上为增函数:如果在这个区间y'<0,那么函数y=f(x)在这个区间上为减函数;如果在这个区间y'=0,那么函数y=f(x)在这个区间上为常数函数。
一般地,设函数y=f(x)在x=X0及其附近有定义,如果的值比附近所有各点的函数值都大,我们说是函数y=f(x)的一个极大值;如果的值比附近所有各点的函数值都小,我们说是函数y=f(x)的一个极小值。极大值与极小值统称极值。
在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值。请注意以下几点:
1.极值是一个局部概念。根据定义,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小。
2.函数的极值不是唯一的。即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个。
3.极大值与极小值之间无确定的大小关系。即一个函数的极大值未必大于极小值。
4.函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点。而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点。
5.在函数取得极值处,如果曲线有切线的话,则切线是水平的,从而有 f'(x) =0。但反过来不一定。如函数y=x3,在x=0处,曲线的切线是水平的,但这点的函数值既不比它附近的点的函数值大,也不比它附近的点的函数值小。 若满足 =0,且在的两侧f(x)的导数异号,则是f(x)的极值点,是极值,并且如果 在x0两侧满足“左正右负”,则是f(x)的极大值点,f()是极大值;如果 在x0两侧满足“左负右正”,则是f(x)的极小值点,f()是极小值。
6.极值与最值的区别:极值是在局部对函数进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较。