微积分的学习
导数
定义
设函数(y=f(x))在点(x_0)的某个邻域内有定义,当自变量 (x)在(x_0)处有增量(Delta x (x_0+Delta x))也在该邻域内时,相应地函数取得增量(Delta y = f(x_0+Delta x) = f(x_0));如果(Delta y)与(Delta x)之比当(Delta x ightarrow 0)时极限存在,则称函数(y=f(x))在点(x_0)处可导,并称这个极限值为函数(y=f(x))在点(x_0)处的导数记为(f'(x)),即
也记作:
导函数
如果函数(y=f(x))在开区间(I)内每一点都可导,就称函数(y=f(x))在区间(I)内可导。这时函数(y=f(x))对于区间(I)内的每一个确定的(x)值,都对应着一个确定的导数,这就构成一个新的函数,称这个函数为原来函数(y=f(x))的导函数,记作(y',f'(x),frac {dy}{dx}, frac {df(x)}{dx})简称导数。
几何意义
函数(y=f(x))在(x_0)点的导数(y=f'(x_0))的几何意义:表示函数曲线在点(P_0(x_0,f(x_0)))处的切线的斜率(导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率)。
基本求导公式
((C)' = 0)
((x^mu)' = mu x^{mu - 1})
((sinx)' = cosx)
((cosx)'=-sinx)
((tanx)' = sec^2x)
((cotx)' = -csc^2x)
((secx)' = secxtanx)
((cscx)' = -cscxcotx)
((a^x)' = a^xlna)
((e^x)' = e^x)
(log_ax=frac 1 {xlna})
((lnx)' = frac 1 x)
((arcsinx)' = frac 1 {sqrt {1-x^2}})
((arccosx)' = - frac 1 {sqrt{1-x^2}})
((arctanx)' = frac 1 {1+x^2})
((arccotx)' = - frac 1 {1 + x^2})
定积分
定积分的正式名称是黎曼积分。用黎曼自己的话来说,就是把直角坐标系上的函数的图象用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,然后把某个区间[a,b]上的矩形累加起来,所得到的就是这个函数的图象在区间[a,b]的面积。实际上,定积分的上下限就是区间的两个端点a,b.
定积分就是求函数(f(X))在区间([a,b])中图线下包围的面积。即由 (y=0,x=a,x=b,y=f(X))所围成图形的面积。这个图形称为曲边梯形,特例是曲边三角形。
定积分的中值定理
设(f(x))在闭区间([a,b])上连续,则存在(xi)使得
上面公式的几何意义就是:
由(x)轴、(x=a)、(x=b)及曲线(y=f(x))围城的曲边梯形的面积必定等于一个长为(b-a),宽为f((xi))的矩形的面积。也就是说,面积是连续的。
牛顿-莱布尼茨公式
假设(f(x))的原函数是(F(x)),则存在以下公式:
以上公式的内容表明
一个连续函数在区间 ([ a , b ]) 上的定积分等于它的任意一个原函数在区间([ a , b ])上的增量。
正因为这个理论,揭示了积分与黎曼积分本质的联系,可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位,因此,牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理。