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微积分微分形式(三大微分定理)

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本篇文章给大家谈谈微积分基本定理是凑微分法吗,以及微积分基本定理及微分公式,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

微积分微分形式(三大微分定理)

以下是16个微积分基本公式:

导数的定义:f’(x)=lim(h->0)[f(x+h)-f(x)]/h

常数函数的导数:d/dx?=0

幂函数的导数:d/dx(x^n)=n*x^(n-1)

指数函数的导数:d/dx(e^x)=e^x

对数函数的导数:d/dx(lnx)=1/x

三角函数的导数:d/dx(sinx)=cosx,d/dx(cosx)=-sinx,d/dx(tanx)=sec^2x

函数和的导数:d/dx[f(x)+g(x)]=f’(x)+g’(x)

函数差的导数:d/dx[f(x)-g(x)]=f’(x)-g’(x)

函数积的导数:d/dx[f(x)g(x)]=f(x)g’(x)+g(x)f’(x)

函数商的导数:d/dx[f(x)/g(x)]=[g(x)f’(x)-f(x)g’(x)]/[g(x)]^2

反函数的导数:d/dx[f^-1(x)]=1/[f’(f^-1(x))]

链式法则:d/dx[f(g(x))]=f’(g(x))g’(x)

隐函数求导:dy/dx=-f_x/f_y(其中f_x表示函数f对x的偏导数,f_y表示函数f对y的偏导数)

积分基本定理:∫f(x)dx=F(x)+C(其中F(x)是f(x)的一个原函数,C是常数)

定积分:∫[a,b]f(x)dx表示函数f在区间[a,b]上的面积

分部积分法:∫u(x)dv(x)=u(x)v(x)-∫v(x)du(x)(其中u(x)和v(x)都是函数,可以通过选择不同的变量进行计算)

微积分(Calculus)是高等数学中研究函数的微分(Differentiation)、积分(Integration)以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。

微分是微积分的一部分。

是的。

微分方程,是指含有未知函数及其导数的关系式。解微分方程就是找出未知函数。

微分方程是伴随着微积分学一起发展起来的。微积分学的奠基人Newton和Leibniz的著作中都处理过与微分方程有关的问题。

01罗尔定理

在学习罗尔定理之前,先引进一个极值的定义:设函数f(x)在X的某邻域U(X,$)内有定义,若对此邻域内的任何点x,都有f(x)≤f(X)或f(x)≥f(X)则称函数f(x)在X取得极大值或极小值f(X),且称X是函数的极大值点或极小值点。

罗尔定理:若函数f满足如下条件:

(1)f在闭区间[a,b]上连续,

(2)f在开区间(a,b)内可导,

(3)f(a)=f(b)

则在(a,b)上至少存在一点$,使得f′($)=0

例题:例1、设f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且f(1)=0,证明至少存在一点&∈(0,1),使f(&)+&f′(&)=0.

证:设辅助函数F(x)=xf(x),显然

F(x)在[0,1]上满足罗尔定理条件,

故至少存在一点&∈(0,1),使F′(&)=f(&)+&f(&)=0

02拉格朗日中值定理

在学习拉格朗日中值定理之前,先承上启下引进个费马引理:设函数f(x)在点X的某个邻域(X-&,X+&)内有定义,并且在X点可导,且f(x)≤(或≥)f(X),则f′(X)=0.

拉格朗日中值定理:若函数f满足如下条件:

(1)f在闭区间[a,b]上连续,

(2)f在开区间(a,b)内可导,

则在(ab)上至少存在一点&,使得f′(&)=f(b)-f(a)╱b-a.

例题:证明arctanb+arctana≤b-a,其中a<b.

证:设f(x)=arctanx,则

f(b)-f(a)=f′(&)(b-a)=1/1+&(b-a),a<&<b

从而得arctanb-arctana=b-a

03柯西中值定理

现给出一个形式更一般的微分中值定理,柯西中值定理:设函数f和g满足,

(1)在[a,b]上都连续,

(2)在(a,b)上都可导,

(3)f'(x)和g'(x丿不同时为零,

(4)g(a)≠g(b)

则存在&∈(a,b),使得f'(&)/g'(&)=f(b)-f(a)/g(b)一g(a).

微积分微分算子倒三角▽的作用:

微积分微分算子倒三角▽是一种微分运算符号,同时又可以看成是矢量,它在运算中具有矢量和微分的双重性质。引入▽算子后在运算中会比较方便,例如下图所示公式。

微积分微分算子倒三角▽为哈密顿算子(Hamiltonian),数学符号为▽,读作Nabla。量子力学中,哈密顿算子为一个可观测量(observable),对应于系统的的总能量。由哈密顿引进了该算子,并称之为哈密顿算子或者▽算子。在运算中既有微分又有矢量的双重运算性质,其优点在于可以把对矢量函数的微分运算转变为矢量代数的运算,从而可以简化运算过程,并且推导简明扼要,易于掌握。但▽本身并无意义,就是一个算子,同时又被看作是一个矢量,在运算时,具有矢量和微分的双重身份。

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