跳转至

第 13 章:导数、微分与局部线性模型

第三部告诉我们,连续性能够保证中间值和零点存在,也能把异号区间变成二分证书。 但连续性并不描述函数在一点附近“变化得多快”,更不能直接告诉我们怎样用一条直线预测 邻近函数值。本章从割线的平均变化率出发,建立有限导数,再把导数提升为一阶局部线性 模型。

本章问题

局部变化率怎样成为可验证的线性模型?

本章共4个核心单元,7学时(理论5.5,应用1.5)。

  1. 平均变化率怎样逼近瞬时变化率?
  2. 差商极限何时存在,何时失败?
  3. 可导为什么等价于一阶局部线性化?
  4. 局部线性模型怎样预测增量、误差与敏感性?

依赖与产出

本章直接使用第三部的函数极限、单侧极限与连续性语言。完成本章后,读者应当能够:

  • 从定义判断一点处的有限导数是否存在;
  • 区分双侧导数、单侧导数、尖点、振荡和无限斜率;
  • 把可导性改写成“线性主部加高阶小量”;
  • 用局部线性模型解释近似、误差传播和敏感性。

后续章节将在这套局部语言上建立求导法则、微分中值定理、Taylor 公式和 Newton 方法; 这些后续工具不参与本章核心结论的证明。