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高等数学(第二版)一、微分的定义二、微分的几何意义微分导数与微分三、微分的运算四、微分的形式不变性五、微分的简单应用一、微分的定义设函数在点处可导,则这个式子可改写为其中(当时)是无穷小量。用乘上式两边,有这里函数的改变量由两部分组成:第二部分是

时的无穷小,所以第一部分是主要项,是的线性函数。因而称为函数改变量的线性主要部分。当很小时,可得。通常,把自变量的增量记作自变量的微分,则在点处的微分可表示为由此可知,函数可导也称函数可微,且函数的微分是函数增量的线性部分。定义

设函数在点处可导,则称为函数在点处的微分,记作前面我们曾用表示函数的导数,它是一个整体符号。现在引进微分概念后,不仅表示的导数,而且表示函数微分与自变量微分之商,所以我们又称导数为微商。由于求微分的问题可以归结为求导数的问题,因此求导数与求微分的方法就称为微分法。例1求函数在时的增量与微分。解:函数的增量函数微分当时,得当时,得比较与,知较小。例2设,求。解:在曲线上取点。如图。过点作曲线的切线,设的倾角为,则的斜率为当自变量在点取得改变量时,得曲线上另一点

由图知二、微分的几何意义所以函数的微分就是曲线过点的切线的改变量。当很小时,换言之,“曲线”的改变量,可以用“直线”的改变量来近似代替。这就是局部上的“以直代曲”。三、微分的运算设在点处可微,则即求函数的微分,只要求出函数的导数,再乘以即可。于是,由导数的一些基本公式及法则,立即可得微分公式。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(11)(13)(15)(10)(12)(14)(16)微分运算法则(2)若为的可导函数时,则为的复合函数,此时函数的微分为四、微分的形式不变性设函数在处可导,(1)若为自变量时,微分而就是的微分故由此可见,不论是自变量还是中间变量,函数的微分形式同样都是。这就叫做微分形式不变性。例3设

,求。解:利用得例4设,求。解:例5设隐函数为,求。解:将方程两端对求微分,得解出得五、微分的简单应用微分的重要应用,就是函数的线性化。我们知道,的一次函数,通常称为线性函数,线性函数是最简单、最容易处理的函数。而微分就是函数线性化的一个有力工具。(很小)设在处。当很小时,微分是函数改变量的线性主部,即可作为的近似值。此为求函数增量的近似公式。可改写为此为求函数值的近似公式。(很小)若令,则再令,得上式即为函数在附近的近似公式。例6半径为10厘米的金属圆片加热后,其半径伸长了0.05厘米,问:其面积增大的精确值为多少?其近似值为多少?解:设圆面积为,半径为厘米,则。已知厘米,厘米,故圆面

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