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导数的性质和应用(2)

时间:2024-01-01 10:08来源:毕业论文
2 导数的概念与性质 2。1 导数的定义 定义1[1] 假设函数 在点 的某个领域内有定义,自变量在 ,函数相应的增量 ,若极限 存在,则称此函数 在 处可导,

2  导数的概念与性质

2。1  导数的定义

定义1[1]   假设函数 在点 的某个领域内有定义,自变量在 ,函数相应的增量 ,若极限

                   

存在,则称此函数 在 处可导,并称其极限值为函数 在点 的导数或微商,记作 。

假如上述极限不存在,那就说函数 在 不可导。论文网

定义2[1](a)函数f(x)在点 的某个右领域 上有定义,若右极限

             

存在,则称这个极限值为 在 的右导数,记作 。

(b)与右导数类似,函数 在点 的某个左领域 上有定义,若左极限

               

存在,则称这个极限值为 在 的左导数,记作 。

(a)和(b) 统称为单侧导数。

2。2  导数的性质

性质1[2] 若 在点 处可导,则 在点 处连续。

性质2[2] 可导的偶函数,其导函数是奇函数;可导的奇函数,其导函数是偶函数。

性质3[2]可导的周期函数,其导函数仍是周期函数,且周期不变。

3  导数的应用

3。1  导数在物理中的应用

前面提到在17世纪的时候,科学发展遇到了一些迫切需要解决的问题,例如变速度运动物理的瞬时速度和加速度的问题,对这个问题的解决就成了导数在物理学上的典型运用。 

设一质点作直线运动,它的运动规律为 。若 为某一确定的时刻, 为临近于 的时刻,则   

    是该质点在时间段  上的平均速度。当  时平均速度 的极限存在,那么我

们可以称     

                                                                    (1)

为该质点在时刻 的瞬时速度。在以后的学习中,在计算如物质比热、线密度、电流强度等问题中,尽管物理背景各不相同,但是最终都会归结于讨论类似于(1)式子的极限。

例1 某物体运动方程为 ,其,时间单位为 ,位移单位为 ,速度单位为 ,求当 时物体的瞬时速度。

解 因为 ,所以 。当 时, 。

综上所述,当 时物体的瞬时速度为 。

3。2 导数在几何上的应用

3。2。1  计算曲线上任意一点切线斜率问题

根据导数的几何意义,导数 ,这里 为曲线上过点 的切线的斜率。由此还可求该点的切线方程: 

例2 求函数 在点 处的斜率以及切线方程。

解  ,所以 ,所以切线方程为: 

3。2。2判断函数凹凸性与拐点文献综述

定理1[2]设 为定义在区间 上的函数,若对 上任意的两点 和任意的实数 ,总有 

                 ,                   (2)

那么则称函数f为D上的凸函数。反之如果有

                 ,                    (3)

那么则称函数f为D上的凹函数。

      若(ii)、(iii)中的不等式改成严格不等式,则它相对应的函数称为严格凸函数与严格凹函数。

例3函数 就是典型的凸函数,而函数 在其定义域上就是典型凹函数。

设曲线 在点 处有穿过曲线的切线,且在切点近旁处,曲线在切线的两侧分别是严格凹和严格凸的,这是称点 为曲线 的拐点。 导数的性质和应用(2):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_200190.html

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