怎么求一个函数的导数怎么求呢?

  【导读】之数学的内容是什么?针对这个问题,下面就一起来了解看看吧。


  数学科考试旨在测试中学数学基础知识、基本技能、基本方法,考查数学思维能力,包括空间想象直觉猜想、归纳抽象、符号表示、运算求解、演绎证明、体系构建等,以及运用所学数学知识和方法分析问题和解决问题的能力。考试分为理工农医和文史财经两类理工农医类。复习考试范围包括代数、三角、平面解析几何、立体几何和概率与统计初步五部分。文史财经类复习考试范围包括代数、三角、平面解析几何和概率与统计初步四部分。考试中可以使用计算器,考试内容的知识要求和能力要求作如下说明:

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上一回我们为大家介绍了历史上第一个证明圆周率是无理数的方法,那是数学家兰伯特使用的类似于连分数的方法。不过,由于这个证明方法过程比较冗长,在上次的文章中,我们跳过了许多关键步骤,给小朋友的感觉是:这个证明类似于描述如何把大象放进冰箱里。

这一回,我们再为大家介绍一下历史上最简洁的证明方法,那是1947年,数学家伊万.尼云所给出的方法。这个证明在发表时,占用的篇幅不到一页纸。

数学家们惜字如金,这篇论文对于普通的同学来讲还是有一点困难。不过,理论上只要具有高二以上数学水平,学了微积分,就能够理解这个证明。下面我就把这篇论文翻译一下,一旦看懂了,你一定会赞叹数学是如此美丽,就好像上一次我们讲尺规作图那样。

1构造一个函数f(x)

假设圆周率π是一个有理数,则π一定能写成两个互质的整数p、q的比:

大家看,这个函数分母是阶乘形式,如果用二项式定理将分子展开,一定能写成下面的多项式求和的形式:

也就是每一项的分子都是一个整系数的幂函数形式,而且这个幂次在n与2n之间。

下面我们要对f(x)求导数,为此我们首先复习一下幂函数的求导法则,根据

我们可以得出:如果对幂函数求k次导数,有如下三种可能:

于是,对于函数f(x)的每一项,k次求导后的结果

大家看:对于第一类项,这一项是0,是一个整数。对于第二类项,由于m在n与2n之间,m!除以n!是个整数,因此这一类项也是整数。对于第三类项,如果取x=0, 则该项也会等于整数0.

综上所述,f(x)的k阶导数的每一项在x=0时都是整数,f(x)的k阶导数在x=0时是个整数。

3函数f(x)是对称的

我们再回到最初构造的函数,将变形

通过这个变换,我们显而易见的发现这是一个对称的函数

我们对这个函数两边求k次导数

即f(x)的k阶导数在x=π处也取整数。

4再构造一个函数F(x)

对这个函数求2次导数,得到

大家是否发现了:F(x)与F’’(x)许多项都是等大反号的,于是让它们相加,得到:

大家注意:f(x)是一个多项式的形式,最高只有x的2n次幂,所以对它求2n+2次导数,自然等于0,于是

下面我们要求f(x)sin(x)的原函数,为了让这个过程看起来容易一些,我们直接给出原函数F’(x)sin(x)-F(x)cos(x),并进行证明:

我们求出了f(x)sin(x)的原函数,我们对这个函数在0到π之间进行积分。

由于f(x)的任意阶导数在0和π处都是整数(第二大点),而F(x)是它的线性组合(第四大点),所以F(0)和F(π)也是整数,因此A是一个整数。

根据我们构造函数的特点:

我们再对构造函数进行放缩,在0<x<π时

当n充分大的时候,上式右侧小于1,于是有A<1。综上,0<A<1

假设π是个有理数,我们得到了(七)中A是一个整数,(八)中A在0到1之间。可是,0到1之间没有整数,发生矛盾,因此π不是有理数,π是无理数。

一个看似简单的问题,却需要如此奇妙的方法进行证明,数学真是神奇。

这些数学家,你认得几个?

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高等数学大多数人都觉得头痛,甚至不少学生在高数上挂科。高数作为一个几乎是个大学生都得学的课程,另外考研也要考高等数学,所以高数的地位十分的重要。今天我教大家几种高等数学中求导数的方法。

用导数的定义来求导数,下面给出定义法的例题。

根据课本给出的公式来求导数,图中是定义法的例题。

利用隐函数来求导,图中给出隐函数求导的例题。

通过对数来求导数,在图中依然给出对数法求导的例题。

利用复合函数来求导数,图中是利用复合函数来求导数的例题。

通过一阶微分形式不变性来求导数,图中是通过一阶微分形式不变性来求导数的例题。希望这些方法和例题对大家高等数学中求导数时有所帮助。

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