markdown
微分法の基本md 498e8fc
lecture/math/calculus/differentiation-basics.lecture.n.md
Download PDF

微分法びぶんほうdifferential calculus基本きほん

mathcalculusderivativelecture

1導入どうにゅう

この講義こうぎでは、差商さしょうdifference quotientによる変化率へんかりつ定義ていぎ局所線型近似きょくしょせんけいきんじlocal linear approximationとしての意味いみ微分公式びぶんこうしきdifferentiation ruleによる計算けいさんという順序じゅんじょ微分びぶんdifferentiation説明せつめいする。

2学習がくしゅう順序じゅんじょ

  1. 差商さしょう極限きょくげん存在そんざいする各点かくてん微分係数びぶんけいすうderivative定義ていぎし、これらのてん集合しゅうごう定義域ていぎいきとする導関数どうかんすうderivative function構成こうせいする。
  2. 内点ないてんにおける微分可能性びぶんかのうせいdifferentiabilityを、左右さゆう差商さしょう極限きょくげん一致いっちすることと、近似誤差きんじごさr(h)=o(h)、すなわち r(h)/h0たすことという 2 つの同値どうち観点かんてんから特徴付とくちょうづける。
  3. 局所線型近似きょくしょせんけいきんじlocal linear approximationにより、曲線きょくせんちかくで直線ちょくせんえる。
  4. 微分公式びぶんこうしきdifferentiation ruleを、せきしょう合成関数ごうせいかんすうcomposite function構造こうぞうおうじて選択せんたくする。

3変化へんかするものと維持いじされる解釈かいしゃく

観点かんてん変化へんかするもの維持いじされる解釈かいしゃく
差商さしょうdifference quotient極限きょくげん存在そんざいするとき、2 てん平均変化率へいきんへんかりつから 1 てん瞬間変化率しゅんかんへんかりつ移行いこうする微分可能びぶんかのうてんでは、差商さしょう極限きょくげん接線せっせんかたむきをあたえるという幾何学的対応きかがくてきたいおう
局所線型近似きょくしょせんけいきんじlocal linear approximation曲線きょくせん直線ちょくせん近似きんじする基準点きじゅんてんあたいかたむ
微分公式びぶんこうしきdifferentiation rule関数式かんすうしきせきしょう合成ごうせい構造こうぞう分解ぶんかいして処理しょりする導関数どうかんすうderivative定義ていぎもとづく意味いみ

4関連かんれんリンク

data/lecture/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.lecture.n.md data/lecture/math/calculus/local-linear-approximation-and-differentiability.lecture.n.md data/lecture/math/calculus/differentiation-rules-and-computation.lecture.n.md

5演習えんしゅうリンク

data/exercise/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.exercise.n.md data/exercise/math/calculus/local-linear-approximation-and-differentiability.exercise.n.md data/exercise/math/calculus/differentiation-rules-and-structure-recognition.exercise.n.md

Foundations of Differential Calculus

1Introduction

This lecture presents differentiation in three stages: defining rates of change through difference quotients, interpreting differentiation as local linear approximation, and computing derivatives through differentiation rules.

2Learning Sequence

  1. At each point where the difference-quotient limit exists, define the derivative at that point, and form the derivative function whose domain is the set of those points.
  2. At an interior point, characterize differentiability from two equivalent perspectives: equality of the left and right limits of the difference quotient, and a local linear approximation whose remainder satisfies r(h)=o(h), meaning r(h)/h0.
  3. Use local linear approximation to replace a curve near a reference point by a line.
  4. Select differentiation rules according to the additive, multiplicative, quotient, or composite structure of the function.

3Quantities That Change and Interpretations That Are Retained

PerspectiveChangeInterpretation retained
Difference quotientWhen the limit exists, an average rate of change between two points tends to an instantaneous rate at one pointAt a differentiability point, the limit of the difference quotient gives the slope of the tangent line
Local linear approximationA curve is approximated by a lineThe value and slope at the reference point
Differentiation rulesA function expression is processed by decomposing its additive, product, quotient, and composite structureThe interpretation grounded in the definition of the derivative

4Related Material

data/lecture/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.lecture.n.md data/lecture/math/calculus/local-linear-approximation-and-differentiability.lecture.n.md data/lecture/math/calculus/differentiation-rules-and-computation.lecture.n.md

5Exercises

data/exercise/math/calculus/derivative-definition-and-difference-quotients.exercise.n.md data/exercise/math/calculus/local-linear-approximation-and-differentiability.exercise.n.md data/exercise/math/calculus/differentiation-rules-and-structure-recognition.exercise.n.md
raw .n.md をコピー
loc をコピー (filepath:line ~ line)
copy share link
copy encoded share link
path をコピー
copy share link
copy encoded share link
copy share link
copy encoded share link
タブを全て閉じる