微积分——导数与微分

微积分笔记

导数存在性

导数定义

首要注意在 $x_0$ 的某邻域内有定义

以下是错误例子:
$$ f’(x0) = \lim{\Delta x \rightarrow 0} \frac {f(x_0 + \Delta x) - f(x_0 - \Delta x)} {2 \Delta x}
$$
这里有 2 个问题:

  1. 在 $x_0$ 处是否有定义
  2. 在 $x_0$ 即使有定义,如果不连续(跳跃间断点),左右导数不相等

左导数等于右导数

导函数判断

  • 连续
  • 导函数左极限等于右极限
    导函数左右极限与左右导数,顾名思义,并非同一个概念。注意,该条件是可导的充分非必要条件。该条件可用于对分段函数可导做快速判断。

一阶微分形式不变性

无论 u 是中间变量还是自变量,都有 $dy = y’(u) du$。运用:

  • 求复合函数的导数(微分)
  • 凑微分积分法

隐函数、反函数及参数函数求导

隐函数

方程 $F(x, y) = 0$ 所确定的隐式函数 $y=f(x)$,往往不能用显式公式表示。求导方法:方程两边同时求导,同时将 y 视为 x 的函数。

反函数求导

如果 $x = g(y)$ 为 $y=f(x)$ 的反函数,则 $g’(y) = \frac {1} {f’(x)}$

参数函数求导

当参数方程不便将 y 由 x 表达时,用下列公式求导
$$\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}$$

n 阶导数

往往可以提出低次幂因子并消去