本文会详细的定义微分,并结合导数的概念,详细的说明二者的差别。
如上图所示,对于函数y=f(x)来说,在任意一点p(x, y)上,若x方向上有增量,则在y的方向上有增量,当时,导数的定义为
可见导数关心的是当x发生变化时,y发生变化这二者之间的比率。而微分的定义为当x发生微小变化时,在y方向上发生的微小变化,由导数公式我们来看
,则可以有 则有 ,
则最终有: (式一)
其中为的高阶无穷小,含义为当在处向0收敛时,则更快的向0收敛,由此y方向上的变化率表现为与的线性关系。则可以看出是f(x)在处的导数,是个不依赖的固定值,当满足(式一)时,我们称y=f(x)在处是可微的,而dy=称为y=f(x)在处的微分。
而x方向上的变化率dx=则 就是基本的微分公式。相对比式一,我们相差了,也即微分是个近似值。我们来看这个函数的微分:
其中我们可以看到有个2x就是导数,而就是的高阶无穷小。
左右有极限、可微、可导是相互成立的,因此
就是著名的微分公式。