微分学
可微性(differentiability)
可微性不过是「这里光滑到足以有一个明确斜率」的文绉绉说法。用手指沿着图像滑过去:如果曲线在某点平缓地弯曲,没有突然的折角或断裂,你的手指就能沿一个清晰的方向继续移动——曲线在那里就是可微的。如果你撞上一个尖角,手指不得不猛地拐向新方向,那里就不可微。
形式上说,当导数 f'(a) = lim h->0 (f(a+h) - f(a)) / h 作为一个有限的数存在时,函数 f 在点 a 处可微。要让这个极限存在,无论 h 从正方向还是负方向缩小,差商都必须趋向同一个值——从左边逼近的斜率必须与从右边逼近的斜率相等。如果在一个区间的每一点都成立,函数就在该区间上可微。
要记住的关键关系只朝一个方向成立:可微蕴含连续,反过来不成立。如果一个函数在某点有导数,它在那里必定连续(没有跳跃或空洞)。但许多连续函数并不可微:|x| 在 0 处有尖角,立方根曲线在 0 处有竖直切线,而尖点会捏成一个点——它们都不间断,却没有唯一的斜率。所以光滑是比单纯连续更强的要求。
f(x) = |x| is continuous at 0 but NOT differentiable there
绝对值函数在 0 处有尖角:左边斜率为 -1,右边为 +1,因此没有唯一的导数。
连续是可微的必要条件,但不是充分条件:每个可微函数都连续,可连续函数仍可能有尖角、尖点或竖直切线,那里没有导数。
又称
另见