嚴謹的微分理論

可微

稱一個函數在某點可微,等於承諾:若你在該處把圖像放得足夠大,曲線會與一條直線無法區分。光滑、沒有尖角、沒有豎直陡壁、沒有突然的斷裂——在足夠的放大下,它會展平成一條有確定斜率的直線。

形式上,f 在 a 處可微,是指極限 f'(a) = lim_{h -> 0} (f(a + h) - f(a)) / h 作為有限實數存在。一個等價且非常有用的改述是線性逼近形式:存在數 m 與誤差項 o(h),使得 f(a + h) = f(a) + m h + o(h),其中 o(h)/h -> 0;此時 m = f'(a)。在一個集合的每一點都可微的函數,稱為在該集合上可微。

可微嚴格強於連續。每個在 a 處可微的函數在 a 處連續,但反過來則嚴重不成立:f(x) = |x| 處處連續卻在 0 處不可微,而魏爾斯特拉斯構造了一個在整個 R 上連續卻處處不可微的函數。所以「看起來光滑」必須由極限來證實,而不能從手繪圖像中臆斷。

f(x) = x^2 sin(1/x)(x 不為 0)且 f(0) = 0,在 0 處可微且 f'(0) = 0,但 f' 在 0 處不連續——可微並不強迫導數連續。

f' 的存在是一回事;f' 的連續是另一個更強的要求。

在端點或邊界處使用單側差商,故「在 [a, b] 上可微」指內部為雙側、端點處為單側。

又稱
differentiable at a point在一点可导在一點可導