严格的微分理论
可微
称一个函数在某点可微,等于承诺:若你在该处把图像放得足够大,曲线会与一条直线无法区分。光滑、没有尖角、没有竖直陡壁、没有突然的断裂——在足够的放大下,它会展平成一条有确定斜率的直线。
形式上,f 在 a 处可微,是指极限 f'(a) = lim_{h -> 0} (f(a + h) - f(a)) / h 作为有限实数存在。一个等价且非常有用的改述是线性逼近形式:存在数 m 与误差项 o(h),使得 f(a + h) = f(a) + m h + o(h),其中 o(h)/h -> 0;此时 m = f'(a)。在一个集合的每一点都可微的函数,称为在该集合上可微。
可微严格强于连续。每个在 a 处可微的函数在 a 处连续,但反过来则严重不成立:f(x) = |x| 处处连续却在 0 处不可微,而魏尔斯特拉斯构造了一个在整个 R 上连续却处处不可微的函数。所以「看起来光滑」必须由极限来证实,而不能从手绘图像中臆断。
f(x) = x^2 sin(1/x)(x 不为 0)且 f(0) = 0,在 0 处可微且 f'(0) = 0,但 f' 在 0 处不连续——可微并不强迫导数连续。
f' 的存在是一回事;f' 的连续是另一个更强的要求。
在端点或边界处使用单侧差商,故「在 [a, b] 上可微」指内部为双侧、端点处为单侧。
又称
另见