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“The process of finding the derivative of f at a is called differentiation(微分法). We say that f is differentiaable(可微分) at a if f'(a) is defined:i.e. the slope of f at a exists. ”这里的中心意思是:函数可导即可微分,把求导与可微分两者紧密联系起来。
也就是说,Δy/Δx = y'+ ε,此处ε为某一无穷小。所以,我们有下式:
Δy = y'Δx + εΔx
这个公式在无穷小微积分学里面足够用了,道理自明。
实际上,J. Keisler在《无穷小微积分基础》第二章第一节第34页针对公式y = f(x)给出了非独立变量y在x处微分(differential)的正式定义,即:
dy = f'(x)dx
此处dy称为y在x处的微分,并且dx与dy都是无穷小。
在传统的菲氏《微积分学教程》里面,函数微分是由下式来定义,如果成立
当Δx作为基本无穷小,而o(Δx)是Δx的“高阶无穷小”,则AΔx称为y的微分(主要部分),记为dy,最后,我们得到常见的微分等式:dy=f'(x)dx。注意:在传统微积分学里面,dx与dy未必是无穷小(变量)。
有意思的是,在无穷小微积分与传统微积分里面都有相应的微分等式,外表看起来形式都一样,但是,在传统微积分里面dx与dy未必是无穷小变量。两者是否等价呢?所幸的是,在《无穷小微积分基础》第五章第一节第72页给出了两者等价的数学证明。
公式最右边的括弧(Δx→0)是什么意思?难道在传统微积分学的函数微分定义中,自变量增量Δx都必须趋于0?在定义函数微分时,菲氏老祖宗只是说,当Δx作为基本无穷小时,o(Δx)被加项是相对的高阶无穷小变量而已,根本没有必要令其趋于零!