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如何证明一个函数可导且连续(判断可导性的三个依据)

一个函数可导,怎么证明它的导数连续?

证明:用反证法,设

lim (x趋于a) f'(x) = L,就是要证 L = f'(a),那么我们先假设L > f'(a)。

如此一来,取L’ = (L+f'(a)) / 2 > f'(a),根据函数极限的定义,对于

epsilon = (L-f'(a))/2 > 0,存在一个x的邻域 delta(x),使得在这个邻域内的任意一个x,都有,

| f'(x) – L | L – epsilon = L’。

然后考虑在a点导数的定义:

lim (x趋于a) [f(x) – f(a)] / (x-a) = f'(a),

考虑闭区间 [a,x] (或者 [x,a],取决于从哪个方向趋近于a,不过无所谓的),由于函数在该闭区间上连续,在开区间 (a,x)上可导,故根据拉格朗日微分中值定理,存在 c 属于 (a,x),使得

[f(x) – f(a)] / (x-a) = f'(c),

接着,由于当x趋于a时, c也是趋于a的,所以最终,c一定会进入到刚才所说的x的邻域 delta(x)(注意我的epsilon 和邻域都已经取定了,对于固定的一个区间,只要c充分接近a,就一定会进入到这个区间),到那个时候,就总是有

f'(c) > L’,这样一来,当c趋于a时,由于函数极限的保号性,就有

f'(a) >= L’ > f'(a),这显然是一个矛盾。

同理,你也可以证明,当L

怎么求可导性?

如果y=f(x)在(a,b)内可导并且在A+和B-处的导数都存在,则称y=f(x)在闭区间[a,b]上可导。

定理

如果函数y=f(x)在点x处可导,则函数y=f(x)在点X处连续,反之,函数y=f(x)在点x处连续,但函数y=f(x)处不一定可导。

充要条件

函数在点X处可导的充要条件是函数在点X处的左导数和右导数都存在并且相等。

判断可导性的三个依据是:函数在该点的去心邻域内有定义。函数在该点处的左、右导数都存在。左导数=右导数。这与函数在某点处极限存在是类似的。

如果函数f(x)在(a,b)中每一点处都可导,则称f(x)在(a,b)上可导,则可建立f(x)的导函数,简称导数,记为f'(x)。如果f(x)在(a,b)内可导,且在区间端点a处的右导数和端点b处的左导数都存在,则称f(x)在闭区间[a,b]上可导,f'(x)为区间[a,b]上的导函数,简称导数。

若将一点扩展成函数f(x)在其定义域包含的某开区间I内每一个点,那么函数f(x)在开区间内可导,这时对于内每一个确定的值,都对应着f(x)的一个确定的导数,如此一来每一个导数就构成了一个新的函数,这个函数称作原函数f(x)的导函数,记作:y’或者f′(x)。

函数f(x)在它的每一个可导点x。处都对应着一个唯一确定的数值—导数值f′(x),这个对应关系给出了一个定义在f(x)全体可导点的集合上的新函数,称为函数f(x)的导函数,记为f′(x)。

如何证明函数可导

函数在一点可导的一个充分条件是:

如果f(x)在xo处连续,在xo的去心领域内可导,且在x->x0时,

limf'(x)=A(存在),则:f(x)在xo处可导且f'(x0)=A

也就是说在解答在某一点是否可导时我们可以按以下步骤进行:

(1)先判断该点的连续性,如果不连续,则不可导;

(2)如果连续:可以有两种方法判断是否可导:

1:用定义法判断

2:用上边的充分条件:先求出该点的左右导数的极限,

若存在且相等则在该点可导;

否则用定义法判断(因为该条件只是一个充分条件)

如何证明二元函数可导,可微,连续?

  • 下面有例题,能否对应讲解下
  • 是对于多元函数来说,要证明在某一点是可微的,需要求出函数对各个未知数的偏导数.由于知道,各个偏导函数在这个点是连续的,则证明原函数在该点是可微的.证明是连续的方法也是 求出 左右极限,然后看这个极限值是否等于原函数在该点的原函数值

连续可导的周期函数唯一吗?如何证明? 请问满足着变化率关系的函数,只有sinx和cosx吗?

  • 又或者只要满足这一关系的函数,都可以表示成正弦函数?
  • 证明:根据诱导公式,得sin(x+2π)=sinxcos(x+2π)=cosx即,两个函数都满足f(x+2π)=f(x)所以,两个函数都是T=2π的周期函数。

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