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高中数学导数的由来

来源:学大教育     时间:2016-08-23 20:46:18


在学习的过程中学生们总是被动的接受老师传授的一切,从来没有深究关于自己学习的知识的由来,其实这些知识点的来历也是很有趣的,学大教育专门为大家带来了下面的高中数学导数的由来,希望大家可以认真阅读。

导数是微积分中的重要基础概念。当函数y=f(x)的自变量X在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a即为在x0处的导数,记作f'(x0)。

导数的性质

导数是函数的局部性质。一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。

不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。若某函数在某一点导数存在,则称其在这一点可导,否则称为不可导。然而,可导的函数一定连续;不连续的函数一定不可导。

对于可导的函数f(x),f'(x)也是一个函数,称作f的导函数。寻找已知的函数在某点的导数或其导函数的过程称为求导。实质上,求导就是一个求极限的过程,导数的四则运算法则也来源于极限的四则运算法则。反之,已知导函数也可以倒过来求原来的函数,即不定积分。微积分基本定理说明了求原函数与积分是等价的。求导和积分是一对互逆的操作,它们都是微积分学中最为基础的概念。

起源

大约在1629年,法国数学家费马研究了作曲线的切线和求函数极值的方法;1637年左右,他写一篇手稿《求最大值与最小值的方法》。在作切线时,他构造了差分f(A+E)-f(A),发现的因子E就是我们所说的导数f'(A)。

发展

17世纪生产力的发展推动了自然科学和技术的发展,在前人创造性研究的基础上,大数学家牛顿、莱布尼茨等从不同的角度开始系统地研究微积分。牛顿的微积分理论被称为“流数术”,他称变量为流量,称变量的变化率为流数,相当于我们所说的导数。牛顿的有关“流数术”的主要著作是《求曲边形面积》、《运用无穷多项方程的计算法》和《流数术和无穷级数》,流数理论的实质概括为:他的重点在于一个变量的函数而不在于多变量的方程;在于自变量的变化与函数的变化的比的构成;最在于决定这个比当变化趋于零时的极限。

成熟

1750年达朗贝尔在为法国科学家院出版的《百科全书》第四版写的“微分”条目中提出了关于导数的一种观点,可以用现代符号简单表示:{dy/dx)=lim(oy/ox).

1823年,柯西在他的《无穷小分析概论》中定义导数:如果函数y=f(x)在变量x的两个给定的界限之间保持连续,并且我们为这样的变量指定一个包含在这两个不同界限之间的值,那么是使变量得到一个无穷小增量。19世纪60年代以后,魏尔斯特拉斯创造了ε-δ语言,对微积分中出现的各种类型的极限重加表达。导数的定义也就获得了今天常见的形式。

微积分学理论基础,大体可以分为两个部分。一个是实无限理论,即无限是一个具体的东西,一种真实的存在;另一种是潜无限理论,指一种意识形态上的过程,比如无限接近。

就数学历史来看,两种理论都有一定的道理。其中实无限用了150年,后来极限论就是现在所使用的。

光是电磁波还是粒子是一个物理学长期争论的问题,后来由波粒二象性来统一。微积分无论是用现代极限论还是150年前的理论,都不是最好的方法。

认识了导数的由来之后,那么利用导数理论解决数学问题还是我们学习的重中之重。

以上就是学大教育为大家带来的高中数学导数的由来,相信大家在阅读之后对高中数学的学习有了更深厚的兴趣,在学习的时候只要有乐趣就可以让自己的学习成绩不断的提高。

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