一阶导数 Word 文档

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一阶导数

导数 derivative 由速度问题和切线问题抽象出来的数学概念。又称变化率。

如一辆汽车在10小时内走了 600千米，它的平均速度是60千米／小时，但在实际行驶过程中，是有快慢变化的，不都是60千米／小时。为了较好地反映汽车在行驶过程中的快慢变化情况，可以缩短时间间隔，设汽车所在位置x与时间t的关系为x＝f（t），那么汽车在由时刻t0变到t1这段时间内的平均速度是[f(t1)-f(t0)/t1-t0]，当 t1与t0很接近时，汽车行驶的快慢变化就不会很大，平均速度就能较好地反映汽车在t0 到 t1这段时间内的运动变化情况 ，自然就把极限[f(t1)-f(t0)/t1-t0] 作为汽车在时刻t0的瞬时速度，这就是通常所说的速度。

一般地，假设一元函数 y＝f(x )在 x0点的附近(x0－a ，x0 ＋a)内有定义，当自变量的增量Δx＝ x－x0→0时函数增量 Δy＝f（x）－ f（x0）与自变量增量之比的极限存在且有限，就说函数f在x0点可导，称之为f在x0点的导数（或变化率)，记作f′（x0），即 f′（x0）=Δy/Δx (Δx→0)

若极限为无穷大，称之为无穷大导数

若函数f在区间I 的每一点都可导，便得到一个以I为定义域的新函数，记作 f′，称之为f的导函数，简称为导数。

函数y＝f（x）在x0点的导数f′（x0）的几何意义：表示曲线l 在P0〔x0，f（x0）〕 点的切线斜率。 导数是微积分中的重要概念。

导数定义为，当自变量的增量趋于零时，因变量的增量与自变量的增量之商的极限。在一个函数存在导数时，称这个函数可导或者可微分。 可导的函数一定连续。不连续的函数一定不可导。

物理学、几何学、经济学等学科中的一些重要概念都可以用导数来表示。如，导数可以表示运动物体的瞬时速度和加速度、可以表示曲线在一点的斜率、还可以表示经济学中的边际和弹性。 y＝f(x )的导数f′就是f的一阶导数

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二阶导数

所谓二阶导数，即原函数导数的导数，将原函数进行二次求导。 例如：y=x^2的导数为y=2x,二阶导数即y=2x的导数为y=2。 二阶导数的几何意义 意义如下：

（1）切线斜率变化的速度


（2）函数的凹凸性（例如加速度的方向总是指向轨迹曲线凹的一侧）

这里以物理学中的瞬时加速度为例: 根据定义有a=（v'-v）/Δt=Δv/Δt

可如果加速度并不是恒定的 某点的加速度表达式就为： a=limΔt→0 Δv/Δt=dv/dt(即速度对时间的一阶导数) 又因为v=dx/dt 所以就有

a=dv/dt=d^2x/dt^2 即元位移对时间的二阶导数 将这种思想应用到函数中 即是数学所谓的二阶导数 f'(x)=dy/dx (f(x)的一阶导数）

f''(x)=d^2y/dx^2=d(dy/dx)/dx (f(x)的二阶导数) 关于你的补充：

二阶导数是比较理论的、比较抽象的一个量，它不像一阶导数那样有明显的几何意义，因为它表示的是一阶导数的变化率。在图形上，它主要表现函数的凹凸性，直观的说，函数是向上突起的，还是向下突起的。 应用：

如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)（即二阶导数）>0恒成立，那么对于区间I上的任意x,y，总有：

f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2]，如果总有f''(x)<0成立，那么上式的不等号反向。

几何的直观解释：如果如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)（即二阶导数）>0恒成立，那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段，这两点之间的函数图象都在该线段的下方，反之在该线段的上方。 应用范围：

如果函数y=f(x)的导数（导函数）f'仍是可导函数，则可进而求出它的导数（f'）'，称之为f的二阶导数，记作f''，或y‘’

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