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普通函数的导数到算子的导数
中学中,我们首先接触的是一元函数,紧接着是二元函数与多元函数 . 而对
于函数的导数, 中学中只了解了一元函数的导数 . 导数作为微分学中重要的概念,
描述函数在定义域上某点附近的变化率 . 随着知识的不断深入,在大学教材中,
我们知道导数的本质是通过极限的形式对函数进行局部的线性逼近 . 随之,二元
函数与多元函数的导数也相应给出 . 当然,还有其它形式的导数,例如本文介绍
的 Frechet导数和 Gateaux导数 . 说到导数,导数的存在性也是非常重要的 . 由于导
数是描述函数的局部性质,所以并不是所有的函数都有导数 . 同样,一个函数也
不一定在所有的点上都有导数 . 若一个函数在某一点导数存在,则称其在这一点
可导,否者则称为不可导 .
1. 函数的导数与几何意义
定义 1.1 ( 一元函数的可微性 ) D 是开区间, f : D 1 ,x0 D . 如果函数的增
量可表示为
y f (x) f (x ) A (x x ) o(x x ) A x o( x)
0 0 0
A 是只依赖于 x 的常数,则称 f 在 x 可微 . A x 为 f 在 x 处相应于增量 x 的微
0 0 0
分 . A 为 f 在 x 的导数 ,记为 f (x ) ,其极限表示形式为
0 0
y f ( x0 x) f (x0 )
A f ( x ) lim lim
0
x 0 x x 0 x
一元函数导数的几何意义
如果函数 f 在 x 处可微(可导),由公式
0
f (x0 x) f (x0 )
f (x ) lim ,
0
x 0
x
可以做出函数 f 在 x 的导数 f (x ) 的几何图形,如下所示
0 0
高中数学
图 1.1
y f (x x) f (x )
由图 1.1 可知红线的斜率为 tan 0 0 ,当
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