一元函数微分学

导数与微分题型:

题型一:导数与微分的概念

方向1:利用导数定义判定可导性

例1:设 f ( 0 ) = 0 f(0)=0 f(0)=0,则 f ( x ) f(x) f(x) x = 0 x=0 x=0可导的充分必要条件为:
A. lim ⁡ h → 0 1 h 2 f ( 1 − cos ⁡ h ) \lim _{h \rightarrow 0} \frac{1}{h^{2}} f(1-\cos h) limh0h21f(1cosh)存在      B. lim ⁡ h → 0 1 h f ( 1 − e h ) \lim _{h \rightarrow 0} \frac{1}{h} f\left(1-\mathrm{e}^{h}\right) limh0h1f(1eh)存在

C. lim ⁡ h → 0 1 h 2 f ( h − sin ⁡ h ) \lim _{h \rightarrow 0} \frac{1}{h^{2}} f(h-\sin h) limh0h21f(hsinh)存在      D. lim ⁡ h → 0 1 h [ f ( 2 h ) − f ( h ) ] \lim _{h \rightarrow 0} \frac{1}{h}[f(2 h)-f(h)] limh0h1[f(2h)f(h)]存在

分析&思路:

  • 首先我们需要知道导数定义成立的条件
    lim ⁡ □ → 0 f ( x 0 + □ ) − f ( x 0 ) □ \lim _{\square \rightarrow 0} \frac{f\left(x_{0}+\square\right)-f\left(x_{0}\right)}{\square} 0limf(x0+)f(x0)

    1. □ → 0 \square \rightarrow 0 0
    2. □ ≠ 0 \square \neq 0 =0
    3. □ \square 要在0左右跳越    总之" □ \square "表达式需要在0的左右分别靠近

  • 然后开始凑形式

开始解题:
A选项中
lim ⁡ h → 0 f ( 1 − cosh ⁡ ) h 2 = lim ⁡ h → 0 f ( 1 − cosh ⁡ ) − f ( 0 ) h 2 = lim ⁡ h → 0 f [ 0 + ( 1 − cosh ⁡ ) ] − f ( 0 ) 1 − cosh ⁡ ⋅ 1 − cosh ⁡ h 2 \begin{aligned} & \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(1-\cosh )}{h^{2}} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(1-\cosh )-f(0)}{h^{2}} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f[0+(1-\cosh )]-f(0)}{1-\cosh } \cdot \frac{1-\cosh }{h^{2}} \end{aligned} ==h0limh2f(1cosh)h0limh2f(1cosh)f(0)h0lim1coshf[0+(1cosh)]f(0)h21cosh
很显然 1 − cosh ⁡ 1-\cosh 1cosh h → 0 h \rightarrow 0 h0的时候只能从右边趋近于0 不能左右趋向于0,不满足条件3
所以A错


B选项中
lim ⁡ h → 0 f ( 1 − e h ) − f ( 0 ) h = lim ⁡ h → 0 f [ 0 + ( 1 − e h ) ] − f ( 0 ) 1 − e h ⋅ 1 − e h h \begin{aligned} & \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f\left(1-e^{h}\right)-f(0)}{h} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{ \left.f\left[0+( 1-e^{h}\right)\right]-f(0)}{1-e^{h}} \cdot \frac{1-e^{h}}{h} \end{aligned} =h0limhf(1eh)f(0)h0lim1ehf[0+(1eh)]f(0)h1eh
= − f ′ ( 0 ) =-f^{\prime}(0) =f(0)
因为B式存在,所以 f ′ ( 0 ) f^{\prime}(0) f(0)存在
反过来 f ′ ( 0 ) f^{\prime}(0) f(0)存在,证明B式存在
lim ⁡ h → 0 f ( 1 − e h ) − f ( 0 ) h = lim ⁡ h → 0 f [ 0 + ( 1 − e h ) ] − f ( 0 ) 1 − e h ⋅ 1 − e h h \begin{aligned} & \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f\left(1-e^{h}\right)-f(0)}{h} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{ \left.f\left[0+( 1-e^{h}\right)\right]-f(0)}{1-e^{h}} \cdot \frac{1-e^{h}}{h} \end{aligned} =h0limhf(1eh)f(0)h0lim1ehf[0+(1eh)]f(0)h1eh
= − f ′ ( 0 ) =-f^{\prime}(0) =f(0)
因为 f ′ ( 0 ) f^{\prime}(0) f(0)存在,所以B式存在
所以B对
别看这分析的式子一摸一样,需要理清思维才行


C选项中
lim ⁡ h → 0 f ( h − sinh ⁡ ) − f ( 0 ) h 2 = lim ⁡ h → 0 f [ 0 + ( h − sinh ⁡ ) ] − f ( 0 ) h − sinh ⁡ ⋅ h − sinh ⁡ h 2 \begin{aligned} & \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(h-\sinh )-f(0)}{h^{2}} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f[0+(h-\sinh )]-f(0)}{h-\sinh } \cdot \frac{h-\sinh }{h^{2}} \end{aligned} =h0limh2f(hsinh)f(0)h0limhsinhf[0+(hsinh)]f(0)h2hsinh
很显然后者是高阶无穷小,极限不存在,所以不能证明
所以C错


D选项中
lim ⁡ h → 0 f ( 2 h ) − f ( h ) h = lim ⁡ h → 0 f ( 0 + 2 h ) − f ( 0 ) − [ f ( h ) − f ( 0 ) ] h = lim ⁡ h → 0 2 f ( 0 + 2 h ) − f ( 0 ) 2 h − lim ⁡ h → 0 f ( h ) − f ( 0 ) h \begin{aligned} & \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(2 h)-f(h)}{h} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(0+2 h)-f(0)-[f(h)-f(0)]}{h} \\=& \lim _{h \rightarrow 0} 2 \frac{f(0+2 h)-f(0)}{2 h}-\lim _{h \rightarrow 0} \frac{f(h)-f(0)}{h} \end{aligned} ==h0limhf(2h)f(h)h0limhf(0+2h)f(0)[f(h)f(0)]h0lim22hf(0+2h)f(0)h0limhf(h)f(0)
因为拆开的前提为极限存在,也就是要求 f ′ ( 0 ) f^{\prime}(0) f(0)存在,但是这是待证明的结论,不能用结论证明结论
理论架空,所以D错

解毕

潮汐研究作为海洋科学的关键分支,融合了物理海洋学、地理信息系统及水利工程等多领域知识。TMD2.05.zip是一套基于MATLAB环境开发的潮汐专用分析工具集,为科研人员与工程实践者提供系统化的潮汐建模与计算支持。该工具箱通过模块化计实现了两大核心功能: 在交互界面计方面,工具箱构建了图形化操作环境,有效降低了非专业用户的操作门槛。通过预参数输入模块(涵盖地理坐标、时间序列、测站数据等),用户可自主配置模型运行条件。界面集成数据加载、参数调整、可视化呈现及流程控制等标准化组件,将复杂的数值运算过程转化为可交互的操作流程。 在潮汐预测模块中,工具箱整合了谐波分解法与潮流要素解析法等数学模型。这些算法能够解构潮汐观测数据,识别关键影响要素(包括K1、O1、M2等核心分潮),并生成不同时间尺度的潮汐预报。基于这些模型,研究者可精准推算特定海域的潮位变化周期与振幅特征,为海洋工程建、港湾规划计及海洋生态研究提供定量依据。 该工具集在实践中的应用方向包括: - **潮汐动力解析**:通过多站点观测数据比对,揭示区域主潮汐成分的时空分布规律 - **数值模型构建**:基于历史观测序列建立潮汐动力学模型,实现潮汐现象的数字化重构与预测 - **工程影响量化**:在海岸开发项目中评估人工构筑物对自然潮汐节律的扰动效应 - **极端事件模拟**:建立风暴潮与天文潮耦合模型,提升海洋灾害预警的时空精度 工具箱以"TMD"为主程序包,内含完整的函数库与示例脚本。用户部署后可通过MATLAB平台调用相关模块,参照技术文档完成全流程操作。这套工具集将专业计算能力与人性化操作界面有机结合,形成了从数据输入到成果输出的完整研究链条,显著提升了潮汐研究的工程适用性与科研效率。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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