微分の定義(definition of differentiation)


一変数関数の導関数

 直線 y = ax の傾きは迷う事無く解るだろう。この傾きは a である。しかしこれが曲線となると話は変わってくる。ここで傾きとは何だったか考えてみよう。傾きとは x が増加した時 y がどの位変化するかの割合を表す量である。つまり、

〈傾き〉 =
y の変化量〉
x の変化量〉
(1)

と表せる。

 ここで曲線 y = ƒ (x ) を考える。 x = a x = b の間の平均変化率は次のように考えることが出来る。

〈平均変化率〉 =
ƒ (b ) - ƒ (a )
b - a
(2)

このとき b a に近づけると x = a での傾きに近づいていく。 x = a での傾きを m と表す事にすれば

m =
lim
ba
ƒ (b ) - ƒ (a )
b - a
(3)

と表す事ができる。これを x = a での微分係数と言う。この時、 a = x , b = x + h と置き換えると

m =
lim
h → 0
ƒ (x + h ) - ƒ (x )
h
(4)

となり、これは任意の x での傾きを表す関数でこの新しい関数を ƒ (x ) の導関数と言い ƒ '(x ) や (x ) / dx のように表す。

 また、この導関数(傾き)は x の増分を Δxy の増分を Δy とすると

d ƒ (x )
dx
=
Δx
Δy
(5)

と表すことができるが、これは微小量同士の割り算と見なす事ができる。

多変数関数の導関数

関連項目

→速度と加速度