本頁中的導函數
的導函數,記為 (也記為 或 ),將每個 對應到 在該處的導數:圖形在 處的切線斜率。斜率不存在時, 就沒有值。本頁對八個函數,將 與 上下排列,使用相同的 軸比例。
也可記為 ,表示 處的導數;讓 變動便得到導函數,本頁的 就是 。藍色 P 點位於 的 處,附有切線。切線下的小三角形水平位移為 1,因此高度變化就是切線斜率。同一個帶正負號的數,依下圖自己的比例畫成黃色線段,末端位於 。 移動時,該點沿著f′ 的圖形前進;描跡從左到右畫出它。
兩圖之間的兩列是正負號表:上列表示 上升(↗)或下降(↘),下列顯示 的正負號(+ 或 −; 處標 0, 不存在處標「不存在」)。
值得觀察的地方
- 在 的區間內, 遞增; 時則遞減。反向敘述較弱: 處處遞增,但 。若 在區間內部的峰頂或谷底可微分,便有 ;但 不保證存在峰谷(例如 在 0 處),而峰谷也可能出現在 不存在的地方,例如 的角點。
- 改變彎曲方向(反曲點),且 改變正負號時, 會有局部極大值或極小值。在 上,反曲點位於 的峰谷上方,也是 最陡的地方。但不是每個反曲點都如此: 在 0 處有反曲點,切線卻是鉛直的, 沒有值。
- 下圖顯示斜率,而非 的函數值:在 的高度表示 在該處變化得多快。兩圖各有自己的鉛直比例,以便完整顯示。
- 在 的角點, 從 跳到 ,且 不存在。在 的尖點, 從左側趨近 、右側趨近 ;在 的鉛直切線處,兩側都趨近 。這些函數在 0 處都連續,卻不可微分。
- 的導函數就是自己:下圖重現上圖。
操作方式
- 拖曳 P、 上的點,或任一圖上的任意位置,移動 ;也可轉動點下的微調輪,或按關鍵點。描跡讓 P 從左端走到右端,在後方畫出 ,並在每個峰、谷、反曲點及沒有 的點短暫停留,同時在正負號表中亮起名稱;P 最後留在右端。極值與反曲點畫出通過 的峰、谷與反曲點的鉛直虛線,延伸至 圖形,並在正負號表中標出名稱。
- 簡報模式開啟適合投影機的全螢幕畫面(空白鍵描跡,← → 移動 ,H 隱藏 的圖形;之後只有 P 走過之處才會顯現)。