微积分之屠龙宝刀学习笔记2——导数的极限定义:求导数的麻烦方法

chapter11 导数的极限定义:求导数的麻烦方法

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“导数是用来度量函数的变化有多快的”,这到底是什么意思呢?

如图是两个函数y=g(x) 与 y= f(x)的图像。明显地,g(x)的图像随着x的增加的程度,远比f(x)的图像大得多。如果这两条曲线都代表长时间下来的利润函数,那么我们铁定非常喜欢g(x).原因是g(x)陡峭得多,意味着利润会增加得相当快。

当然,光这样比较,仍然不够明确,我们还想知道自己的利润究竟增加得多快,好在家人团聚的时候,说出明确的数字,让众亲们刮目相看。换句话说,我们想知道如何精确度量出函数图像在x那一点的斜率。

但是,曲线的斜率到底是指什么呢?

目前为止,我们只知道怎么去解释直线的斜率,因此,我们得先取一条通过点(x,g(x))的直线,让它的倾斜程度与该曲线相同,然后度量出这条直线的斜率。在此将其当做该曲线的斜率。



 

我们要找的直线,会与函数曲线在点(x, g(x))附件依稀接近,我们称这条直线为曲线的切线。

因此,函数y = g(x)在x的导数,正好等于函数曲线在点(x, g(x))处之切线的斜率。

还有一个问题,如何确定曲线在某点的切线,也就是通过x的直线有无数条,如何确定它的切线呢?

我们可以用如下图所示的方法来求出函数的切线。



 

上图中的割线S的斜率=

 

 这时候如果去移动第二个点,让它沿着g(x)的曲线逐渐靠近第一个点,也就是让h缩小,最后变成0,割线S就会逐步转动,渐渐靠近切线T,向切线T逼近。



 因此,h->0, 斜率(S)-》斜率(T)



 

 从该公式可以看出来,函数g(x)在x处的导数,可以通过极限来求出来;另外,再次印证了导数就是用来函数在该点的变化率的。

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