指数関数:差分商を使用した導関数

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指数関数は、その導関数に一致する唯一の関数です。 この導出は、差分商を使用して決定できます。

予備的注意:通常、指数関数の導関数はf(x)= eです。NS その逆関数、自然対数によって。 ただし、ここでは、差分商の制限値を超えて「完全に徒歩」で実行する必要があります。

差分商は、限界値として導関数を持ちます

  1. 関数f(x)の差分商は、[f(x + h)-f(x)] / hの形式で表すことができます。 補助変数「h」がゼロに近づくと、関数の導関数f '(x)が限界値としての差分商から取得されます。
  2. 指数関数の場合f(x)= eNS これにより、次の差分商が生成されます。[eNS+ h-eNS] / h、さらに[eに変換できますNS*eNS -eNS] / h = eNS * [eNS -1] / h。
  3. 指数関数の導関数f '(x)は、「h」のこの式の極限をゼロに向けることによって取得できます。 以下に示すように、[eNS --1] / hは値「1」に近づくため、f '(x)= eNS 意思。 したがって、指数関数の導関数は元の関数と一致します。

指数関数-より詳細に検討

導関数の計算のための国境検問所では、式[eNS -1] / hは、補助変数「h」がゼロに近づく傾向がある場合、制限値「1」を持ちます。 しかし、なぜそれはそのようなのですか?

数学のライム-それが意味することです

ライムは数学からの用語で、少し曖昧または...

  • [eの振る舞いを知る最も簡単な方法NS --1] / hわかりやすくするために、 電卓 「h」のさらに小さい値(たとえば、h = 1/100、h = 1/1000など)に対してこの式を計算します。 実際に「1」に近づいていることがすぐにわかります。 ただし、これは数学的な証明ではありません。
  • 別の可能性は、小さな引数の指数関数を推定することです。 つまり、eNS = 1 + h +h²/ 2..。 このシリーズの開発は、「h」を小さくする必要があるため、2〜3項後に自信を持って中断できます。 この推定値を式[eNS --1] / h、分母で省略した場合、[1 + h +h²/ 2 --1] / h = [h +h²/ 2] / h = [1 + h / 2]になります。 制限値として、この式は実際にはゼロに向かうhに対して「1」です。
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