在解析几何中,我们把一条直线与横坐标轴夹角的正切tanα叫做这条直线的斜率。斜率为正时表示α是锐角,从左到右直线是上坡的(见图A-7a);斜率为负时表示α是钝角,从左到右直线是下坡的(见图A-7b)。现在我们来研究图A-6中割线P0P1和切线P0T的斜率。
设P0和P1的坐标分别为(x0,y0)和(x0+△x,y0+△y),以割线P0P1为斜边作一直角三角形△P0P1M,它的水平边P0M的长度为△x,竖直边MP1的长度为△y,因此这条割线的斜率为
如果图A-6中的曲线代表函数y=f(x),则割线P0P1的斜率就等于函数在
线P0P1斜率的极限值,即
所以导数的几何意义是切线的斜率。
§3.导数的运算
在上节里我们只给出了导数的定义,本节将给出以下一些公式和定理,利用它们可以把常见函数的导数求出来。
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3.1基本函数的导数公式
(1)y=f(x)=C(常量)
(2)y=f(x)=x
(3)y=f(x)=x2
(4)y=f(x)=x3
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上面推导的结果可以归纳成一个普遍公式:当y=xn时,
等等。利用(A.33)式我们还可以计算其它幂函数的导数(见表A-2)。 除了幂函数xn外,物理学中常见的基本函数还有三角函数、对数函数和指数函数。我们只给出这些函数的导数公式(见表A-2)而不推导,读者可以直接引用。
3.2有关导数运算的几个定理
定理一
证:
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定理二
表A-2基本导数公式 函数y=f(x) 导数y′=f′(x)
c(任意常量) 0 xn(n为任意常量)
nxn-1 n=1,x 1 n=2,x2
2x n=3,x3
3x2
???? ???? sinx cosx cosx -sinx
lnx ex ex
定理三
定理四
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例题1求y=x2±a2(a为常量)的导数。
例题3求y=ax(a为常量)的导数。
例题4求y=x2ex的导数。
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例题6求y=tanx的导数。
例题7求y=cos(ax+b)(a、b为常量)的导数。 解:令v=ax+b,y=u(v)=cosv,则
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