導數、可微、導函數

x 0 是一個實數,函數 x 0 的「附近」有定義,如果以下極限存在



則我們稱該極限為 x 0導數 (derivative)。記做


同時我們也說 x 0 可微 (differentiable)。

上述的極限問題中,h 可以從 0 的右側或左側趨近於 0, 因此我們必須假設 x 0 的左邊附近和右邊附近都有定義, 簡稱為「附近」。這個「附近」到底要多近?其實不要緊, 因為 h 是要趨近於 0 的,所以不管多近都可以。

如果 在 (a, b) 區間內的每一個點都可微,我們就說 在 (a, b) 區間內可微。 因為 必須在可微的點的「附近」都有定義,而當我們侷限在 [a, b] 內時,就不考慮此區間以外的點。 所以,這相當於說, a 的左邊和 b 的右邊都沒定義 (或許是有的,但是我們已經不討論它了)。 因此,每當我們談函數在某個區間內可微的時候,我們總是說一個開區間, 而不談閉區間。

如果 在 (a, b) 區間內可微,則此區間內的任何一個數 x 都映射到另一個數:函數 fx 的導數。 這個映射符合函數的要求,因為

因此,這個映射可以定義一個新函數,稱為 導函數 (derivative function),簡單的記號通常是 (這是牛頓發起的符號), 較為詳細的記號是


(這是萊布尼茲發起的符號)。 或者,如果我們說 則也可以將導函數寫成


如果我們知道導函數的方程式,就只要代入 x 0 便得知導數:


習題

  1. 請說明什麼是導數?什麼是導函數?
  2. 請說明什麼是微分?什麼是可微?
  3. 默寫導數的定義。

Created: Oct 18, 1999
Last Revised: Aug 4, 2001
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