微分の定義についてわかりやすく解説します

このQ&Aのポイント
  • 関数f(x)が点pで微分可能な条件は、適当な実数aと関数g(x)が存在して、f(x)=f(p)+a(x-p)+g(x)とlim{x→p}(g(x)/(x-p))=0が成立することです。
  • この定義は、pでの微分係数aを求めるためのものであり、f(x)が点pにおいてどれだけ急峻に変化しているかを表しています。
  • g(x)はf(x)とpの間の差分を表し、aはそれに対する係数です。図形的には、f(x)の接線が点pで関数と一致し、それに対して微小な変化を表すg(x)が存在することを意味しています。
回答を見る
  • ベストアンサー

微分の定義に関して

微分の定義に関してなのですが、参考書を読んでいたら微分の定義のところに次のように 書かれていました。 関数f(x)が点pで微分可能⇔適当な実数aと関数g(x)が存在して、 (イ) f(x)=f(p)+a(x-p)+g(x) (ロ) lim{x→p}(g(x)/(x-p))=0 が成立する。 このとき、aをf(x)の点pにおける微分係数という。 この定義の説明を見てもいったいなんのことを言っているのかさっぱりわかりません。 今まで微分の定義というと lim{x→p}(f(x)-f(p))/(x-p)というのしか習ったことがなかったので、この定義が何を表しているのか 分かりません。 そもそもg(x)がなんなのかaがなんなのか分かりません。 できれば図形的意味も教えていただけるとありがたいです。 よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.1

(イ)と(ロ)から g(x) を代入消去して a = … の形に変形すれば、 a が、見慣れた微分係数の定義と一致 していることが解るはずです。 g(x) は、1 次のテイラーの定理の剰余項です。

その他の回答 (1)

  • hugen
  • ベストアンサー率23% (56/237)
回答No.2

lim{x→p}(f(x)-f(p))/(x-p)=a  トスルト lim{x→p}{(f(x)-f(p))/(x-p)‐a}=0 lim{x→p}{f(x)-f(p)-a(x-p)}/(x-p)=0 f(x)-f(p)-a(x-p)=g(x)  トオクト (ロ) lim{x→p}(g(x)/(x-p))=0 (イ) f(x)=f(p)+a(x-p)+g(x)  

関連するQ&A

  • 微分の定義について

    大学1回生のものです。 ある本に微分の定義がいくつか載っていて、 その一つに、 関数f(x)が点pで微分可能       ⇔適当な実数aと関数g(x)が存在して、 (イ) f(x)=f(p)+a(x-p)+g(x) (ロ) lim{x→p}(g(x)/(x-p))=0 が成立する。 このとき、aをf(x)の点pにおける微分係数という。 とあるのですが、これがどういうことなのかよくわかりません。 テイラー展開かと思ったのですが、もしそうだとすると、微分の定義にテイラー展開を使ってもよいのでしょうか? ご教授お願いします。

  • 定義から導関数を求める

    定義1 I=(a,b) a<b f;I→R(実数),x0∈I に対してfはx0で微分可能 ⇔ ∃α∈R(実数):f(x)=f(x0)+α(x-x0)+o(x-x0) (x→x0) 定義2 fはI上で微分可能 ⇔ f'はIの任意の点で微分可能。このときf';I∈x0→f'(x)∈R(実数)なる函数が定まる。これを導関数と言う。 微分の定義に基づいて、次の導関数を求めよ。 f(x)=exp(ax) (a∈R\{0}) o(g(x))=f(x)⇔lim[x→x0]f(x)/g(x)を用いるのでしょうか?どんな風に解答すればいいのか分かりません。よろしくお願いします。

  • 微分係数の定義とは

    以下の問題の解き方がわからなくて困っています。 関数f(x)=x^3+1における微分係数を、微分係数の定義に従って求めよ。 これは、まず微分を行い、f'(x)=3x^2を導けばいいのでしょうか? その後、xにaを代入して、f'(a)=3a^2とすれば、 その後は、どう解けばいいのでしょうか? わかるかた、よろしくおねがいします。

  • 微分の定義

    問 関数f(x)がx=aにおいて微分可能ならば,f(x)はx=aに  おいて連続であることを証明せよ。 疑問点   lim{f(a+h)-f(a)} h-0 =lim【〔{f(a+h)-f(a)}/h]×h】 h-0   =f’(a)×0・・・(1) よって、limf(a+h)=f(a)・・・(2)が成り立つから連続  であることが証明できる。   について、(1)からなぜ(2)であるといえるのかがわから  ないのです。あと、(2)が連続の定義と考えていいんで  すよね。   

  • 数学 微分 問題

    次の関数のx=1における微分係数f(1)を定義から計算せよ。 (1)f(x)=3x+1 微分に対してまだ初心者なんでよく分からないのですが、 f(a)=lim{f(a+h)ーf(a)}/hという公式に当てはめていけばいいんでしょうか?    h→0

  • 微分係数

    図のような関数をx≠0の時定義し、x=0では0と定義した関数f(x)において、f'(0)=0,x≠0の時lim(x→0)f'(x)は存在しないらしいのですが、どうしてでしょうか?どちらもx=0における微分係数では無いのですか?

  • 定義に従って微分

    定義に従って微分せよという問題で、 limを書かずに、f’(x)=f(x+dx)-f(x)/dxと書いたら0点にされました。 https://okwave.jp/qa/q4987103.html にあるように、dxと書けばlimはいらないと思うのですが、 dxと書いたとしてももlimをつけるべきですか?

  • 微分可能について

    「f(x)がx=aで微分可能ならば、f(x)はx=aで連続である」・・・(*) ことを証明せよ。という問題があるが、そもそもx=aで微分可能であることは f(x)がx=aで連続なときに定義されることだから、x=a で不連続なら微分を考えること もできないから、意味がないように思うのですが、どうなのでしょうか。 もう一つの疑問点・・・f(x)=x^2 (xが0でないとき),f(x)=1(xが0のとき)の不連続な関数f(x)が あるとき、微分したf'(x)を図形的にみるとf'(x)は接線の傾きをあらわしているから、x->-0 のとき、f'(x)->0,x->+0のとき、f'(x)->0となるのでx->0のとき、f'(x)=0となり、f'(0)が存在し (*)に反するように思うのですが、考え方のどこが間違っているのか、教えてください。 定義にしたがうと、lim[x->-0]{f(x)-f(0)}/(x-0)は無限になり存在しない。x->+0のときも同様。 だから不連続なときは、微分可能でない((*)の対偶)は正しいことが示せるが・・・・。

  • 微分積分の問題。微分係数の問題です。

    次の関数について()内の点における値と微分係数を求めよ。 (1)y=Sin^-1 x/2 (x=1) (2)y=(Tan^-1x)^2 (x=-1) 値は分かるんですけど微分係数の求め方が分かりません。 lim(h→0) {f(a+h)-f(a)}/h で求めるんでしょうか?でも求まらないような……。 途中式含め教えて下さい。お願いします。

  • 微分の問題

    数学の問題がわかりません。 だれかアドバイスお願いします。 問1 次の極限値を求めよ。    (1) lim[x→π/2](1-(sinx)^3)/(1-sinx) 問2 次の片側極限値を求めよ。  (2) lim[x→-0]x/|x| (3) lim[x→-1+0]x/(x+1) 問3 次の極限値を求めよ  (4) lim[h→0](1-e^(ah))/(h+ah^2) (a≠0) (5) lim[x→0]e^x-e^(-x)/x 問4 (6) 3次方程式 f(x)=x^3+ax^2+bx+c=0は少なくとも1つの実数解をもつことを証明せよ。 問5 次の関数はx=0で微分可能であるか?    (7) f(x)=|x(x-2)| (8) f(x)=|x^3| 問6 次の関数のx=1における微分係数を定義に従って求めよ。    (9) y=x^2+2 問7 次の導関数を定義に従って求めよ。    (10) y=x^2+2 わかる範囲での自分の考え  (1) x-π/2=tとおいてこの問いを解く  (9)と(10) f'=(f(x+h)-f(x))/hの方法で解く。この2題は考え方が同じになってしまうのですが、これでいいのでしょか? あとは、よくわかりません。 わかる方、教えてください。 お願いいたします。