從圖形認識微分

的定義域內挑一個點 x0, 以 x0 為中心,在一個很小的方形範圍內觀察 的曲線,就會發現當範圍越小,曲線就越像是一條直線。 直線的斜率幾乎不隨著範圍的縮小而改變。 直覺上,當範圍越來越小,這條直線就漸漸被確定。

此直線的斜率,就幾乎是 x0 的導數。

現在,我們以 x0 = 1 為例, 在以 這個點為中心, 為邊長的正方形範圍內觀看 的曲線。
h = 1h = 1/2
   
h = 1/4h = 1/8
   
h = 1/16h = 1/32
   

如果我們知道函數 x0 附近幾乎是一條直線,而此直線的斜率是 m。 則因為此直線通過 這一點,所以根據「點斜式」我們可以寫出這條直線的線性函數方程式



利用這個資訊,我們可以估計 x0 附近的函數值。亦即, 只要 是個「很小」的數,


舉個例子,如果我們知道 x0 = 1 附近幾乎是一條斜率為 2 的直線,則



這個估計值和真正的值 0.8836 之間只有千分之三的誤差。

習題

  1. 如果我們知道 x = 1 附近幾乎是一條直線,而此直線的斜率是 0.5。 請問,根據這個資訊,您可以估計 大約是多少?它的五位有效數字「真正數值」是 1.0296。
  2. 如果我們知道 x = 0 附近幾乎是一條直線,而此直線的斜率是 1。 請問,根據這個資訊,您可以估計 大約是多少?它的小數點下四位「真正數值」是 0.1197。
  3. 如果我們知道 x = 1 附近幾乎是一條直線,而此直線的斜率大約是 1.3863。 請問,根據這個資訊,您可以估計 大約是多少?它的小數點下四位「真正數值」是 1.8921。

Created: Apr 16, 1997
Last Revised: Aug 2, 2001
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