微积分——什么是导数

article/2025/8/21 23:58:03

目录

1. “导数(derivative)”名称的由来

1.1 “derivative”的词源

1.2 “derivative”的数学意义来源

1.3 “derivative”中文翻译为“导数”

2. “导数(derivative)”的数学意义


1. “导数(derivative)”名称的由来

1.1 “derivative”的词源

作为名词,始于15世纪中期,词义为“a derived word or form, a word formed immediately or remotely from another or a root (派生词或派生形式,直接或者由另一个词或词根组成的词)”,由形容司“derivative (派生的)”转化而来。常用词义“that which is derived or deduced from another(由另一个事物派生或演绎而来的事物)”始于1590年代,其数学意义“a derivative function (导数函数)”始于1670年代。

1.2 “derivative”的数学意义来源

Newton(牛顿)将“derivative称为“Fluxion(流数)”,即流(flow): f′是“流动的(fluent)”(即“流动的功变化的量”)函数f (牛顿用点号(.)代替上撇号()( primes);上撇号()( primes)是由拉格朗日(Lagrange)在18世纪末引入的)的“流数(fluxion)”。但是随着莱布尼茨的符号和他基于微分(differentials)的方法被普遍采用,牛顿的这个方便的术语就被废弃了。

函数导数的传统名称曾经称为“微分系数(Differential Coefficient)”。之所以使用这个名称是因为当我们将等式写作df(x)=f′(x)dxf′(x)dx(微分)的系数。事实上,在18世比和19世纪早期,数学家们对无穷小微分比微分系数更感兴趣。

然而,随着分析变得越来越严谨,注意力转向了导数f′而不是微分f′(x)dx认识到,函数导数f′是由函数导出的、衍生出的、演绎出的、推导出的、等等(derived)”,在语法意义上,名词的复数形式是派生于名词的单数形式。在拉丁语中,动词“dērīvāre”词义为“to lead or draw off (water or liquid), to divert, derive (words)(引导或脱去(水或液体),转移、派生(词汇))”,可以解析为由前缀“dē”(词义为“from(来自)”)+“rīvus”(词义为“brook, stream of water(小溪、水流)”)构成。这就是对于函数导数f′导数函数(derived function)”或者“导数(derivative)”的源头。

尽管“derive”流行用于表示导数计算的动词,大部分数学家喜欢用“微分(differentiate)”表示,例如:

“针对x微分f(x)=e^{x}, 你将会得到相同的函数。”

1.3 “derivative”中文翻译为“导数”

根据前面的叙述,函数导数f′是由函数导出的、衍生出的、演绎出的、推导出的、等等(derived)”的意义,中文将其翻译为“导数”。

2. “导数(derivative)”的数学意义

函数的导数的定义为

假如函数f(x)对于所有定义域上的x,其极限都存在,则函数在x点的导数的定义为:

{f}'\lim_{\Delta x->0}\frac{f(x+\Delta x)-f(x))}{\Delta x}

应该认识到,x的函数的导数也是x的函数这个“新产生”的函数给出了对于任意点(x,f(x))的f函数图形上的切线斜率(slope)(假如函数图形在这一点处有切线)。这个导数也可以用于确定一个变量针对别一个变量的“变化的瞬时率”(或简称“变化率”)。

因此,从定义上可以看出,导数的确切数学含义为“当函数在任意某点x的变化(即Δx无限趋近于0时)无限趋近于0时,函数在这一点x的函数变化值与其自变量的相应变化值之比的极限值”,如果对于定义域上的所有自变量,这种极限都存在,则这个表达式就称为函数的导函数;简单地说,就是函数导数是任意某点x“变化率的极限值”的表达式(注:将“导数”说成是“微商”是不严谨的),从而,只要给定这一点的具体值,就能用导数函数算出这个点的变化率,导数函数是这种变化率的通用表达式。

导数除了记为{f}'{(x)}, 最常用的记法还有 \frac{dy}{dx}{y}'\frac{d}{dx}[f(x)]D_{x}[y]

记法dy/dx读作“y针对x的导数”,或简单读为“dydx”,使用极限记法,可以写作:

\frac{dy}{dx}=\lim_{\Delta x->0}\frac{\Delta y}{\Delta x}=\lim_{\Delta x->0}\frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}={f}'(x)

参考资料:

1. 网络资源

2. <<calculus>> Ron Larson,The Pennsylvania State University The Behrend College
Bruce Edwards, University of Florida


http://chatgpt.dhexx.cn/article/qcdXh0kX.shtml

相关文章

一阶导数

本文引用与百度百科。 简介 导数&#xff08;英语&#xff1a;Derivative&#xff09;是微积分学中重要的基础概念。一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。当函数 f 的自变量在一点 x0 上产生一个…

AI笔记: 数学基础之方向导数的计算和梯度

方向导数 定理 若函数f(x,y,z)在点P(x,y,z)处可微&#xff0c;沿任意方向l的方向导数 ∂ f ∂ l ∂ f ∂ x c o s α ∂ f ∂ y c o s β ∂ f ∂ z c o s γ \frac{\partial f}{\partial l} \frac{\partial f}{\partial x} cos \alpha \frac{\partial f}{\partial y} c…

图像处理之_导数微分

1. 一阶导数应用&#xff1a;图像的梯度 1) 用途: 在图像处理中, 常用梯度求取图像的边缘, 这是一个很基础的应用. 下图为在OpenCV中使用cvSobel()函数的具体效果. 四张图分别为: 原图, 在x方向上的梯度, y方向上的梯度, xy方向上的梯度. 2) 二元函数 这里我们只讨论二元…

如何理解微分、差分、导数

先说差分和微分 自变量x的差分就是微分 即&#xff1a; Δxdx 因变量y的差分是函数y的变化量 即 Δyy(xΔx)-y(x) 因变量y的微分是指函数图像在某一点处的切线在横坐标取得增量Δx以后&#xff0c;纵坐标取得的增量dy。 dyf(x)dx 总结&#xff1a; 微分是差分的线…

神经网络学习之导数

在神经网络中&#xff0c;有一个常用的激活函数sigmoid函数&#xff0c;这个函数在高等数学中应该是有的&#xff0c;只是当时没有理会。函数图像如下&#xff0c;本文主要主要梳理下相应的数学知识&#xff0c;具体的应用在后续的文章中会涉及。 本文涉及到数学公式&#xff…

Matlat计算符号导数

MATLAB提供用于计算符号导数的diff命令。 如下&#xff1b;指定t为变量&#xff0c;输入一个函数表达式&#xff0c;使用diff(f)求其导数&#xff1b; 再计算一个&#xff1b; 输入一些常用函数&#xff0c;查看其导数&#xff1b;例如sin(x)的导数是cos(x)&#xff0c;cos(x…

R语言数值导数

文章目录 3 数值导数 3 数值导数 根据导数的定义&#xff0c;当函数的定义域不连续时&#xff0c;其不连续处显然是不存在导数的&#xff0c;但图形可以“欺骗”我们的眼睛。 > x seq(-1,1,0.1) > y sin(x) > y1 cos(x) > xEnd x0.1 > yEnd yy1*0.1 >…

MATLAB之怎样利用MATLAB中值差分法求一阶二阶导数

** MATLAB初学之怎么利用中值差分法求一阶二阶导数 ** 我们最近在学习MATLAB。在MATLAB中怎么求导数? MATLAB中有专门求导的函数 针对f(x)类的函数: diff(f,x) :求f关于x的导数 diff(diff(f,x),x):求f二阶导数 针对f(x,y)类的函数求偏导: diff(f,x) :求f关于x…

C语言之自然对数ln(x)的导数

设计要求&#xff1a;求自然对数ln(x)的导数&#xff0c;输入双精度实数x>1&#xff0c;输出自然实数ln(x)的导数&#xff08;精确到小数点后2位有效数&#xff0c;小数点后第2位四舍五入所得&#xff09;。 详细设计&#xff1a; lnx的导数的设计主要是利用到高等数学的导…

python实现之导数

导数&#xff08;Derivative&#xff09;&#xff0c;也叫导函数值。又名微商&#xff0c;是微积分中的重要基础概念。当函数yf&#xff08;x&#xff09;的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时&#xff0c;函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a如果存…

python实现之一阶二阶导数

函数的和、差、积、商的求导法则 uu(x),vv(x) (uv)uv (u-v)u-v (Cu)Cu (uv)uvuv (u/v)(uv-uv)/v^2 复合函数求导法则 yf(u)&#xff0c;uφ(v) 复合函数yf[φ(v)]的导数为 dy/dxdy/du*du/dxf(u)*φ(v) (u-vz)u-vz&#xff0c;且(Cu)Cu exam1: y 2*x*^3 -5*x^23*x-7 y6*x^2-10x3…

《高等数学》 总结 导数、微分、不定积分

必须掌握各个概念的定义。从定义中,深入的理解概念,以及发掘概念之间的相互联系。 导数&微分 微积分有两种定义: 1、古典微积分 这是一种直观、便于理解的定义。首先定义微分是微小变化量。比如函数y=f(x)中dx是x的微小变化量,那么dy就是dx对应的y的微小变化。导数…

电脑连不上WiFi,右下角出现红叉怎么解决

我的电脑经常出现这个问题&#xff0c;后来解决得多了就知道方法了&#xff0c;是我的电脑无线网卡驱动的问题&#xff0c;解决办法&#xff1a; 1.电脑桌面单击此电脑&#xff0c;右键选择属性 2.选择网络适配器&#xff0c;一般出现问题就是因为网络适配器列表里面的一些东…

windows10 右下角网络连接栏显示一个电脑加上一个红叉,已解决

如下图所示&#xff1a; 解决办法&#xff1a; 找到命令行&#xff08;黑窗口&#xff09;管理员身份打开&#xff0c;一定要管理员身份&#xff0c;win10权限比较高输入 netsh winsock reset重启电脑即可

日常和电脑的斗争之如何解决电脑wifi出现红叉

当wifi上面显示红叉并且出现&#xff0c;无连接不可用字样&#xff0c;首先确保无锡那网络处于可连接状态&#xff0c;FnF2,然后请做以下操作&#xff1a; 1&#xff1a;点击开始----控制面板-----网络和Internet----网络和共享中心------更改适配器设置 2&#xff1a;检查无线…

电脑右下角网络图标有个红叉但是可以上网

主要原因分析&#xff1a; 原因1&#xff1a;电脑出现缓存&#xff0c;打开网络配置&#xff0c;右键刷新几下&#xff0c;有时就好了。 原因2:系统服务未启动&#xff0c;或系统服务配置错误。 网络图标打红叉却能上网解决方法/步骤&#xff1a; 第1步&#xff1a;打开开始菜单…

WIN10 - WLAN网络适配器红叉-重新启动后依然红叉

你的电脑右下端显示&#xff1a; 单机右键 打开网络和Internet设置 点击更改适配器选项&#xff1a; 重启仍然无效。 解决&#xff1a; 尝试一&#xff1a;开始 ----> 命令提示符 &#xff0c;注意右键以管理员身份运行。 输入 netsh winsock reset 回车&#xff0c;重启…

Win7系统网络连接图标显示红叉但可以正常上网怎么办

近日小编在使用win7系统的时候&#xff0c;发现这样一个情况&#xff0c;就是电脑右下角的网络连接图标显示红叉&#xff0c;可是明明已经连接上网络了&#xff0c;而且可以正常上网&#xff0c;这是怎么回事呢&#xff1f;接下来给大家讲解一下Win7系统网络连接图标显示红叉但…

电脑无线上有个红叉,解决方法

今天打开电脑无线上就有个红叉&#xff0c;开始以为是无线没开&#xff0c;就按了fnf3(电脑上无线开关)&#xff0c;还是没反应连不上网&#xff0c;插上有线也是一样连不上 用电脑管家检测了下&#xff0c;可能是驱动问题&#xff0c;打开设备管理器&#xff0c;驱动也显示正常…