高中导数的几何意义

高中导数的几何意义

本文详细介绍了高中数学中导数的几何意义，从导数的基本定义出发，深入浅出地解释了导数的第一定义和第二定义，并阐述了一阶导数和二阶导数在判断函数增减性和凹凸性中的应用。

导数的几何意义

对于可导函数，利用割线无限逼近切线，而割线斜率的极限即为切线的斜率。

导数第一定义

设函数y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义，当自变量x在x0处有增量△x(x0+△x也在该邻域内)时相应地函数取得增量△y=f(x0+△x)-f(x0)，如果△y与△x之比当△x→0时极限存在，则称函数y=f(x)在点x0处可导并称这个极限值为函数y=f(x)在点x0处的导数，记为f'(x0)，即导数第一定义。

导数第二定义

设函数y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义，当自变量x在x0处有变化，△x(x-x0也在该邻域内)时相应地函数变化△y=f(x)-f(x0)。如果△y与△x之比当△x→0时极限存在，则称函数y=f(x)在点x0处可导并称这个极限值为函数y=f(x)在点x0处的导数记为f'(x0)，即导数第二定义。

导函数与导数

如果函数y=f(x)在开区间I内每一点都可导，就称函数f(x)在区间I内可导。这时函数y=f(x)对于区间I内的每一个确定的x值都对应着一个确定的导数，这就构成一个新的函数，称这个函数为原来函数y=f(x)的导函数记作y',f'(x),dy/dx,df(x)/dx。导函数简称导数。

一阶导数与二阶导数

简单来说，一阶导数是自变量的变化率，二阶导数就是一阶导数的变化率，也就是一阶导数变化率的变化率。连续函数的一阶导数就是相应的切线斜率。一阶导数大于0，则递增；一阶倒数小于0，则递减；一阶导数等于0，则不增不减。

而二阶导数可以反映图象的凹凸。二阶导数大于0，图象为凹；二阶导数小于0，图象为凸；二阶导数等于0，不凹不凸。

结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于零，而二阶导数大于零时，为极小值点；当一阶导数等于零，而二阶导数小于零时，为极大值点；当一阶导数、二阶导数都等于零时，为驻点。