在现代数学中,研究函数的导数、微分及其应用的部分称为微分学;研究函数的不定积分、定积分及其应用的部分称为积分学,微分学和积分学统称微积分学。
微积分学是微积分的重要组成部分,是现代数学许多分支的基础,是人类认识客观世界、探索宇宙奥秘乃至人类自身的典型数学模型之一。从微积分成为一门学科来说,是在十七世纪,但是,微分和积分的思想在古代就已经产生了,积分的雏形可追溯到古希腊和我国的魏晋时期,微分概念直至十七世纪随着许多科学问题的解决才应运而生。
本章中,主要讨论一元函数导数和微分的概念以及它们的计算方法。
3。1导数的概念
一、引例
为了说明微分学的基本概念——导数,我们先来讨论两个问题:“速度问题”和“切线问题”。这两个问题在历史上都曾与导数概念的形成有着密切的关系。
1。变速直线运动的速度
设一物体做变速直线运动,t时刻它在直线l上的位置为s,则s是时刻t的函数s=f(t),下面我们研究物体在t=t0时刻的瞬时(即时)速度v(t0)。当t由t0改变到t0+△t时,物体在△t这一段时间内所经过的距离为△s—f(t0+△t)—f(t0),平均速度为
不难理解,当上式中的△t越小,基相应的(v)越能够体现物体在t=t0时刻一瞬间速度快慢的情况。令△t→0对平均速度(v)取极限,如果这个极限存在,即则称此极限为物体在t0时刻的瞬时速度v(t0)。
2。切线问题
设曲线c上有一定点M,在定点M外另取c上一动点M作割线M0M,当动点M沿着曲线c趋于定点M0时,若割线M0M绕定点M0转动而趋于极限位置M0T,则称直线坛T为曲线c在定点M0处的切线(图3—1)。
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