calculus

函数的微分

设函数y=f(x)y=f(x)在某区间内有定义,x0x_0以及x0+Δxx_0+\Delta x在这区间内,如果函数的增量

Δy=f(x0+Δx)f(x0)\Delta y=f(x_0+\Delta x)-f(x_0)

可以表示为

Δy=AΔx+o(Δx)\Delta y=A\Delta x+o(\Delta x)

其中AA是不依赖于Δx\Delta x的常数,o(Δx)o(\Delta x)表示比Δx\Delta x高阶的无穷小量,那么称函数y=f(x)y = f(x)在点x0x_0处可微,而AΔxA\Delta x称为函数在点x0x_0处相应于Δx\Delta x的微分

几何意义

用切线段来近似代替曲线段,在局部范围内用线性函数来近似代替非线性函数

运算法则和常见的微分公式参见导数的相关内容

常用的近似公式

(1+x)n1+nxsinxx用弧度为单位tanxx用弧度为单位ex1+xln(1+x)x(1 + x)^n \approx 1 + nx \\ sinx \approx x \quad \text{用弧度为单位}\\ tanx \approx x \quad \text{用弧度为单位}\\ e^x \approx 1 + x \\ ln(1+x) \approx x

误差估计

如果某个量的精确值是A,它的近似值是a,那么|A-a|叫做a的绝对误差,而绝对误差与近似值a的比值叫做相对误差,即|A-a|/a

由于在实际工作中,某个量的精确值往往是无法知道的,于是句对误差和相对误差也是无法确定的,但是根据测量仪器的误差的精度等因素,有时能够确定误差在某一个范围内,如果某个量的精确值是A,测得它的近似值是a, 有知道它的误差不超过\detlaA\detla_A,即

AaδA|A-a|\leq \delta_A

那么\detlaA\detla_A叫做测量A的绝对误差限。而δAa\frac{\delta_A}{|a|}j叫做相对误差限