diff --git a/编写小组/二阶微分推导.md b/编写小组/二阶微分推导.md deleted file mode 100644 index bd35c13..0000000 --- a/编写小组/二阶微分推导.md +++ /dev/null @@ -1,55 +0,0 @@ - -首先提出一个问题: -导数和微分是一个东西吗 -**不是。它们密切相关,但本质不同。** - -### 一阶情形 - -- **导数 (Derivative)** - - **本质**:一个**函数**(或该函数在某点的值) - - **含义**:因变量相对于自变量的**变化率**(瞬时斜率) - - **定义**:$f'(x) = \frac{dy}{dx} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$ - -- **微分 (Differential)** - - **本质**:一个**表达式**或**量** - - **含义**:函数改变量的**线性主要部分** - - **定义**:$dy = f'(x) \, dx$ - - 其中 $dx$ 是自变量的微分(任意微小改变量) - - $dy$ 是因变量沿切线方向的近似改变量 - -**一阶关系**:$dy = f'(x) \, dx$ - -### 二阶情形 -#### 二阶导数 -- **本质**:一阶导数的导数,仍是一个**函数** -- **符号**:$f''(x)$, $y''$, $\frac{d^2y}{dx^2}$ -- **含义**:函数**变化率的变化率**,描述函数的**凹凸性** -- **定义**:$f''(x) = \frac{d}{dx}[f'(x)]$ - -#### 二阶微分 -- **本质**:微分的微分,是一个**表达式** -- **符号**:$d^2y$ -- - 我们知道:$f''(x) =lim_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}$ -现在尝试推导这一公式 -由两函数相乘一阶微分公式:$d[f(x).g(x)] = g(x)d[(fx)] + f(x)d[g(x)]$ -得: - $f''(x) = \frac{d(\frac{df(x)}{dx})}{dx}$ - $= \frac{1}{dx}.\frac{d(df(x))}{dx} + df(x) . \frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}$ - $= \frac{d^2f(x)}{(dx)^2} +df(x) . \frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}$ ---- - 嘿!您猜怎么着! - 出现了额外的一项,与二阶导数公式不符: $df(x) . \frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}=-df(x) . \frac{1}{d^2x}. \frac{d({dx})}{dx}$ -问题出在 $d(dx)$ 上: - 我们知道,一阶导数的意义是当 $\Delta x$ 趋于无穷小的时候 $\Delta y$ 的变化率 - 实际上,在函数曲线上的任何一点处取函数微分, $dx$ 都是相等的 - 即 $dx$ 永远是均匀的,求高阶微分时将其视为常数 - 所以:$d(dx) = 0$ -### $f''(x) =lim_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}= \frac{d^2f(x)}{dx^2}$ - -**注意此处的约定写法**:$(dx)^2$ 写作 $dx^2$(注意:这不是 $d(x^2)$) - - - - - diff --git a/编写小组/讲义/二阶微分推导.md b/编写小组/讲义/二阶微分推导.md index bd35c13..4f70db6 100644 --- a/编写小组/讲义/二阶微分推导.md +++ b/编写小组/讲义/二阶微分推导.md @@ -8,7 +8,7 @@ - **导数 (Derivative)** - **本质**:一个**函数**(或该函数在某点的值) - **含义**:因变量相对于自变量的**变化率**(瞬时斜率) - - **定义**:$f'(x) = \frac{dy}{dx} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$ + - **定义**:$f'(x) = \frac{dy}{dx} = \lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$ - **微分 (Differential)** - **本质**:一个**表达式**或**量** @@ -30,7 +30,7 @@ - **本质**:微分的微分,是一个**表达式** - **符号**:$d^2y$ - - 我们知道:$f''(x) =lim_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}$ + 我们知道:$f''(x) =\lim\limits_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}$ 现在尝试推导这一公式 由两函数相乘一阶微分公式:$d[f(x).g(x)] = g(x)d[(fx)] + f(x)d[g(x)]$ 得: @@ -39,13 +39,13 @@ $= \frac{d^2f(x)}{(dx)^2} +df(x) . \frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}$ --- 嘿!您猜怎么着! - 出现了额外的一项,与二阶导数公式不符: $df(x) . \frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}=-df(x) . \frac{1}{d^2x}. \frac{d({dx})}{dx}$ + 出现了额外的一项,与二阶导数公式不符: $df(x)\frac{d(\frac{1}{dx})}{dx}=-df(x) \frac{1}{d^2x}\frac{d({dx})}{dx}$ 问题出在 $d(dx)$ 上: 我们知道,一阶导数的意义是当 $\Delta x$ 趋于无穷小的时候 $\Delta y$ 的变化率 实际上,在函数曲线上的任何一点处取函数微分, $dx$ 都是相等的 即 $dx$ 永远是均匀的,求高阶微分时将其视为常数 所以:$d(dx) = 0$ -### $f''(x) =lim_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}= \frac{d^2f(x)}{dx^2}$ +### $f''(x) =\lim\limits_{\Delta x \rightarrow0} \frac{f'(x+\Delta x) - f'(x)}{dx} = \frac{d^2f(x)}{(dx)^2}= \frac{d^2f(x)}{dx^2}$ **注意此处的约定写法**:$(dx)^2$ 写作 $dx^2$(注意:这不是 $d(x^2)$) diff --git a/编写小组/讲义/图片/易错点10-1.png b/编写小组/讲义/图片/易错点10-1.png new file mode 100644 index 0000000..b359c78 Binary files /dev/null and b/编写小组/讲义/图片/易错点10-1.png differ diff --git a/编写小组/讲义/图片/易错点9-1.png b/编写小组/讲义/图片/易错点9-1.png new file mode 100644 index 0000000..e5109f0 Binary files /dev/null and b/编写小组/讲义/图片/易错点9-1.png differ diff --git a/编写小组/讲义/子数列问题&考试易错点汇总(解析版).md b/编写小组/讲义/子数列问题&考试易错点汇总(解析版).md index 1fb86d3..f21139d 100644 --- a/编写小组/讲义/子数列问题&考试易错点汇总(解析版).md +++ b/编写小组/讲义/子数列问题&考试易错点汇总(解析版).md @@ -2,3 +2,38 @@ tags: - 编写小组 --- + +## Vol. 9: 反函数求导 +易错:变量混淆。反函数的导数 = 原函数导数的倒数,但**自变量和因变量角色互换**。 +这一点,大家都明白,但是一写在答题卡上就错了😂。 +如何防止?我们可以试着用微分学来理解: +$y=f^{-1}(x)$,即$x = f(y)$,求$f^{-1'}$就是在求$\frac{dy}{dx}$,而$\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{df(y)}=\frac{dy}{f'(y)dy}=\frac{1}{f'(y)}$ +然后,就这么完了?如果就这么完了,那就真完了。 +为什么?$f^{-1'}$最后应该是一个关于$x$的函数,$\frac{dy}{dx}$应当用$x$来表示。 +所以,我们还需要将$y = f^{-1}(x)$代入,即: +$\frac{dy}{dx}=\frac{1}{f'(y)}=\frac{1}{f'(f^{-1}(x))}$ +> [!example] 示例1 +> 求$d(\arcsin x)$ + +解:设$y=\arcsin x$,即$x=\sin y$,$dx=\cos y\ dy$,即$dy=\frac{dx}{\cos y}$ +作辅助三角形 +![[易错点9-1.png]] +得$\cos y=\sqrt{1-x^2}$,综上,$dy=\frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}$,即$d(\arcsin x)=\frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}$ +## Vol. 10: 无界与无穷大的辨析 +很多人都觉得无界和无穷大是同一个概念,因为它们的实在是太像了:画在坐标系上都是“直指苍穹🚀”或者“飞流直下三千尺”嘛!但是,“无界”准确来说不完全是这样。要准确辨析它们,需要回到它们的**定义**上: +无穷大的定义:$\forall M > 0, \exists \delta>0$,当$0<|x-x_0|<\delta$时有$|f(x)|>M$,称$f(x)$是当$x\rightarrow x_0$时的无穷大量 +无界量的定义:由有界的定义($\exists M > 0, \forall x \in D_f,|f(x)| 0$, +$\forall \delta>0, \exists x \in \mathring{U}(x_0,\delta)$有 $|f(x)|>M$,称$f(x)$是当$x\rightarrow x_0$时的无界量 +**核心区别**:无穷大是**存在某**去心邻域内**任意**$x$都大于$M$,无界是需要对**任意**邻域**存在**一个$x$使得$|f(x)|>M$ +**联系**:无穷大一定是无界量,但是无界量不一定是无穷大。 +> [!example] 示例1 +> 无穷震荡$\lim\limits_{x\rightarrow 0}{\frac{1}{x}\sin\frac{1}{x}}$ + +![[易错点10-1.png]] +这个并不是无穷大——不管取的邻域有多小,我总能找到一个令$\sin\frac{1}{x}=0$的$x$,此时$\frac{1}{x}\sin\frac{1}{x}=0$。 +那这个是有界的吗?也不是。这就是典型的**不是无界量的无穷大**。 + +> [!example] 示例2 +> 双子数列$\lim\limits_{n\rightarrow \infty}{n\cos n\pi}$ + +总结:无穷大是在邻域内“一直都很大”,无界是邻域内“有很大的” \ No newline at end of file