導數與微分的區別?
謝邀~
為方便理解,拿一元實變函數的導數和微分定義來說。
一元實變函數導數的定義:
設一元實變函數 的定義域為 ,點 。
若極限 存在,則稱 在 處可導,並稱該極限為 在 處的導數,記為 。
但要注意的是,上式極限存在的條件是: 只有當自變數在 內沿任意路徑用任何方式趨於 時,上式均為同一個常數。
由於這裡給出的是一元函數,也可以簡化為只有左右極限相等的時候:
才能說 在 處可導。
一元實變函數微分的定義:
設 在處可導,令:
則有:
其中 ,並且當 時, 是 的高階無窮小量。而 是函數改變數 的線性部分。
稱 為函數 在 處的微分。
所以,如果函數 在 處的可導,那麼在 處的導數為 ,而函數 在 處的微分為 。兩者之間相差一個因子,即自變數 的微分 。
導數也可以寫為兩個微分(即函數的微分和自變數的微分)的比值:
--
以上です。
導數是瞬時變化率,而微分則是微小的變化量。
會問這個問題,很明顯是搞混了,上面的答案都在說導數是什麼,微分是什麼,沒有說兩個的聯繫。
其實之所以會有混淆,就是因為微元Δy=y』* Δx + o(Δx),其中o(Δx)是Δx的高階無窮小,可以被省略。用語言說,就是微分可以用導數來表示。
說細一點:o(Δx)作為高階無窮小,在你對一個圖形做切分,且切的每一個部分都趨向無窮小的時候,高階無窮小會比低階無窮小先變成無窮小,所以它是一個雖然存在,但是無關緊要的量。把這個無關緊要的量省略,然後Δx移到左邊,就可以看出微分可以用導數來表示了。
本質上,把高階無窮小捨去,用導數乘以x的微元來表示y的微元,可以理解為對圖形的局部進行了以直代曲。捨去的那個無窮小是這個取代過程中的差,只是因為圖形在微分過程中被切的非常小(每個單位都趨於0),所以這個差也小到了極限,小到什麼程度?小到比那個被切的趨於0的單元還要小一個指數級。
導數 變化率
微分 變化量
對於一元函數來講,兩者從不同的角度得到相同的結果,導數,是割線的斜率的極限值,如果極限存在,那麼就可導,微分本質上是想用一次函數去逼近函數,如果這個逼近只相差一個一次高階無窮小,那麼就可微。然後咱們驚喜地發現可微和可導等價。
對於多元函數,導數和微分本質的含義沒有變。導數放到多元函數上,也就引申出了,偏導,方嚮導數,梯度等概念,本質還是割線斜率的極限。而微分放到多元函數上,就是全微分,本質也是用一個多元一次函數來逼近原函數。
在多元函數中,導數和微分相互聯繫,但是並不等價了。
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