4.3 微分

微分

f(x)x0 的邻域内有定义, 在 x0 处取自变量增量 Δx. 若存在 A, 使得因变量增量

Δy=f(x0+Δx)f(x0)=AΔx+o(Δx),

则称 f(x)x0可微, 称 AΔxf(x)x0 处的微分.

定理

f(x)x0 处可导 f(x)x0 处可微, 且 dy|x=x0=f(x0)Δx.

特别地, 对 y=x, 有 dy=Δx=dx, 因此有

命题

dy|x=x0=f(x0)dx,dy=f(x)dx.

微分的四则运算

d(f(x)±g(x))=df(x)±dg(x),d(f(x)g(x))=df(x)g(x)+f(x)dg(x),d(f(x)g(x))=df(x)g(x)f(x)dg(x)g2(x).

命题

dny 表示高阶微分, 则有 dny=f(n)(x)dxn.

一阶微分形式不变性

y=f(u),u=g(x), 则 dy=f(u)du.

二阶形式下, d2y=f(u)du2+f(u)d2u, 说明从二阶开始, 微分不再具有形式不变性.