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为了打通微积分的“任督二脉”,让我们来愉快

3月23日 不星湖投稿
  本篇是是上一篇文章
  微积分的思维,是对传统方法的降维打击,大道至简其实不难!的延续阅读。
  之前,我们已经了解了从微分到积分的转换过程。其实,我们也可以反向推演从积分到微分的转换过程。
  对任一可导的函数yf(x),在区间x〔a,b〕上,有f(b)f(a),这是曲线yf(x)在Y轴上的一段投影的长度。
  把区间x〔a,b〕分割成无限个无限小,每个无限小记为x,则有bax。
  那么:
  f(b)f(a)〔f(b)f(bx)〕〔f(bx)f(b2x)〕。。。。。。〔f(a2x)f(ax)〕〔f(ax)f(a)〕
  因为xx1,又得到:
  f(b)f(a)〔f(b)f(bx)〕xx〔f(bx)f(b2x)〕xx。。。。。。〔f(a2x)f(ax)〕xx〔f(ax)f(a)〕xx
  (b)(bx)x。。。。。。(a2x)(ax)x
  因为函数yf(x)可导,我们把(b)(a),记作(x),于是得:f(b)f(a)(x)dx,x〔a,b〕。
  拿出式中一项,单独表达:〔f(xx)f(x)〕(x)。因为〔f(xx)f(x)〕x要进行极限运算,表达式记作:
  从上述的推演来看,导函数(x)是可以由原函数f(x)计算得出的,而原函数f(x)是由导函数(x)逆向推导得来的。为了能在微积分计算时,收放自如地推导原函数f(x),我们需要先做好准备工作:求导数(x)。
  下面,我们一起来了解几个常见函数的求导过程。
  1、常数函数yC求导:
  也可以记作:(C)0。
  2、比例函数yaxb求导,a、b为实数:
  也可以记作:(ax)a。它也可以视为幂函数yx当1时的一个特例。
  3、指数函数yax求导:
  初中学数学的时候,我们先学的幂次方运算后学的指数运算,但求导数不一样,指数函数能用正常的方法求,但幂函数需要借助指数函数的求导结果来求导。所以,我们先来了解指数函数的求导。
  也可以记作:(ax)axlna。
  当指数函数的底数取自然常数e,也就是ae时,因为lne1,所以(ex)ex。
  4、幂函数的yx求导:
  我们可以先求一个为正整数时的特例。取xa,当x无限趋近于a时,就可以求出yx在xa处的导数。
  把a替换成x,就有(x)x(1),把从正整数域推广到实数域,这个结论也是成立的。但这是类比推论,(x)x(1)还需要去证明。这就需要借助指数函数yex和对数函数ylnx的求导结果以及复合函数的求导方法。我们先把证明贴出来,有需要补对数函数和复合函数求导课的同学,可以回头再来看。
  首先我们做一个很有意思的转换:xelnx。有的同学可能忘了对数的运算,那我们先证明一下这个等式。令elnxy,则lnxlny,xy,所以xelnx。那么有:
  了解了这几个基本函数的导数,反过来求积分,一般的求面积或路程的问题,就不在话下了。
  如果把微积分当作一门武功,那求导数就相当于打开了“任督二脉”。为了学好微积,让我们来愉快地求导数吧!
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