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【定義・定理・公式】高校数学基本事項 - 数学Ⅱ - 微分係数と導関数

平均変化率

【定義】

関数 y=f(x)y=f(x) において,yy の変化量 f(b)f(a)f(b)-f(a)xx の変化量 bab-a に対する割合 f(b)f(a)ba\boldsymbol{\frac{f(b)-f(a)}{b-a}} ( aba \neq b )を,xxaa から bb まで変化するときの関数 f(x)f(x)平均変化率という。

極限値と微分係数

極限値

関数 f(x)f(x) において,xxaa と異なる値をとりながら aa に限りなく近づくとき,f(x)f(x) がある一定の値 α\alpha に限りなく近づく場合,この α\alphaf(x)f(x)極限値という。

$\displaystyle \lim_{x \to a} f(x)= \alpha$

$x \to a$ のとき $f(x) \to \alpha$

微分係数

関数 f(x)f(x)x=ax=a における微分係数(変化率) f(a)f'(a)

$f'(a)= \displaystyle \lim_{b \to a} \frac{f(b)-f(a)}{b-a}$

$f'(a)= \displaystyle \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h)-f(a)}{h}$

微分係数の図形的な意味

曲線 y=f(x)y=f(x) 上の点 A(a,f(a))\mathrm{A} (a,f(a)) における曲線の接線の傾きは,関数 f(x)f(x)x=ax=a における微分係数 f(a)f'(a) で表される。

導関数

【定義】

導関数

関数 f(x)f(x) の導関数 f(x)f'(x)

$f'(x)= \displaystyle \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} = \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$

※導関数の表記は,$f'(x)$,$y'$,$\frac{dy}{dx}$,$\frac{d}{dx} f(x)$ 等を用いる。

x\boldsymbol{x} の増分( Δx\boldsymbol{\Delta x} ):導関数の定義における hh

y\boldsymbol{y} の増分( Δy\boldsymbol{\Delta y} ):導関数の定義における f(x+h)f(x)f(x+h)-f(x)

微分する:関数 f(x)f(x) から導関数 f(x)f'(x) を求めること

関数 $y=x^n$ の導関数は $y'=nx^{n-1}$ ( $n$ は正の整数)

定数関数 $y=c$ の導関数は $y'=0$

導関数の公式

【定理】

導関数の公式

kkll を定数とする

接線の方程式

曲線 y=f(x)y=f(x) 上の点 A(a,f(a))\mathrm{A} (a,f(a)) における接線について

$\mathrm{A}$ をこの接線の接点という。