1.导数、左右导数的定义.
设函数f(x)在x0的某邻域内有定义,如果函数的变化率的极限
因此,f′(x0)存在的充分必要条件是存在且相等.对导数的定义作如下的几点解释:
(1)导数是函数的因变量改变量与自变量改变量的比值的极限(即函数变化率的极限).因此,导数是求一种特殊的函数的极限.
(2)左右导数反映某一点(一元函数)的左右两个不同方向的函数的变化率情况,如果均存在且相等,则函数在该点可导.反之,就是不可导.
(3)导数的几何意义:瞬时速度、曲线在某一点的切线的斜率.应当注意的是,当曲线在x0点有垂直于x轴的切线时,其导数在该点不存在,因此不能说“f(x)在x0点不可导,则f(x)在x0处无切线”.
(4)函数在某一点是否可导,只与该函数在该点附近的性态有关,因此与函数的极限和连续性相似,可导性是一种局部性概念.
(5)和f′(x0+0)是不同的,前者表示f(x)在x0处的右导数,后者表示f(x)的导数f′(x)在x0处的右极限;两者之中一个存在,不能保证另外一个存在,但是当两者都存在时,二者必相等.详细见基本习题讲解中的例7.6.
2.导数和连续的关系.
(1)导数在某一点存在,由定义出发,可得函数在该点连续.但是连续函数不一定可导.例如,y=|x|在x=0点连续,但是不可导.因此,导数是反映函数的某种光滑性质的,有“尖点”的函数在“尖点”处一定不可导.
(2)从定义还可以看出,只要函数在x0的左右导数存在(不一定相等),就可以证明函数在x0点连续(见本课拓展习题讲解).(www.daowen.com)
4.对于分段函数,如果判断其可导性,必须先判断其连续性,然后严格按照左、右导数的定义去求左、右导数,从而判断其可导性.
从基本习题讲解例7.6的结论看出,当左右导数难以计算时,利用导函数在分段点的左右极限也可以判断函数在分段点的可导性.但是,应当注意的是,该结论的逆命题未必成立.因此,该判断方法是有一定的局限性的.
5.导数的定义应该注意的一个问题.
两个函数的和的极限存在,这两个函数的极限是不一定存在的,这样的例子是很多的,也即f(x0)在x0点不一定可导.例如f(x)=|x|在x0=0点就是反例.当然,如果f(x0)在x0点可导,则
存在,且为2f′(x0).
6.函数的可导性与一致连续的关系.
先回忆一致连续的定义:
函数f(x)在区间I上为一致连续,如果对于每一个ε>0,存在δ>0,使得当x′,x′′∈I且|x′−x′′|<δ时,成立
从定义上可以看出,如果函数在区间上的变化率能够被“控制住”,这样就可以找到区间上公用的δ,使得一致连续的定义成立.因此,如果导数在区间上有界,则函数在该区间上一致连续.但是反之不然,例如f(x)=|x|在[−1,1]上一致连续,但是不可导.
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