Mục lục bài họcĐang ở d02-b1
← AP Calculus AB
0/26 bài đã học xong
Chương 2 · Unit 2 — Differentiation: Definition and Fundamental Properties · Bài 1/4 của chương · bài 5/26 của AP Calculus AB

The Derivative as a Limit

Đạo hàm là một giới hạn
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Two equivalent definitions

The derivative of $f$ at $x=a$ is

$$f'(a)=\lim_{h\to0}\frac{f(a+h)-f(a)}{h}=\lim_{x\to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}$$

Both compute the same number: the limit of the slope of a secant line as the second point slides into the first. The result is the slope of the tangent line at $x=a$, and equivalently the instantaneous rate of change of $f$ at $a$.

Reading these definitions backwards is a standard AP move. Given $\lim_{h\to0}\frac{(3+h)^4-81}{h}$, recognise $f(x)=x^4$ and $a=3$, so the limit is $f'(3)=4\cdot27=108$ — no algebra required.

Giải thích tiếng Việt

Hai công thức trên là một, chỉ khác cách đặt biến. Cả hai đều tính: hệ số góc của cát tuyến qua hai điểm, rồi cho điểm thứ hai trượt về trùng điểm thứ nhất. Kết quả là hệ số góc tiếp tuyến, cũng chính là tốc độ thay đổi tức thời.

Đọc ngược định nghĩa là kỹ năng ăn điểm nhanh nhất chương này. Gặp $\lim_{h\to0}\frac{(3+h)^4-81}{h}$, đừng khai triển nhị thức: nhận ra đó là $f'(3)$ với $f(x)=x^4$, trả lời $4\cdot 3^3=108$ trong mười giây. Đề AP cài dạng này gần như năm nào cũng có, và thí sinh khai triển tay thì hết giờ.

h f(x+h) − f(x) (x, f(x)) (x+h, f(x+h)) cát tuyến — hệ số góc là tỉ số trung bình tiếp tuyến — giới hạn khi h → 0
Cát tuyến trượt thành tiếp tuyến. Đường xanh nối hai điểm cách nhau $h$ theo trục hoành; hệ số góc của nó là $\frac{f(x+h)-f(x)}{h}$ — đúng tỉ số trong định nghĩa. Cho $h\to 0$ thì điểm phải trượt về điểm trái và cát tuyến xoay dần thành đường đứt nét: tiếp tuyến. Đạo hàm hệ số góc của đường đứt nét đó.
Ví dụ — tính đạo hàm bằng định nghĩa

Dùng định nghĩa giới hạn, tính $f'(x)$ với $f(x)=\sqrt{2x+1}$.

Giải. $$f'(x)=\lim_{h\to0}\frac{\sqrt{2(x+h)+1}-\sqrt{2x+1}}{h}$$

Có căn ⇒ nhân liên hợp. Tử thành $\left(2x+2h+1\right)-\left(2x+1\right)=2h$:

$$=\lim_{h\to0}\frac{2h}{h\left(\sqrt{2x+2h+1}+\sqrt{2x+1}\right)}=\frac{2}{2\sqrt{2x+1}}=\frac{1}{\sqrt{2x+1}}$$

Kiểm chéo bằng quy tắc dây chuyền (Unit 3): $\frac{1}{2}(2x+1)^{-1/2}\cdot 2$ — khớp.

Bẫy hay mất điểm — Đề cho $\lim_{h\to0}\frac{f(2+h)-f(2)}{h}$ thì tâm là $a=2$; nhưng đề cũng hay cho $\lim_{h\to0}\frac{f(2+3h)-f(2)}{h}$ — không phải $f'(2)$ mà là $3f'(2)$. Cứ nhân chia để mẫu khớp đúng lượng cộng vào trong ngoặc: $\frac{f(2+3h)-f(2)}{3h}\cdot 3$.
Phải nhớ — Thấy một giới hạn có dạng “hiệu chia cho số tiến về 0” thì phản xạ đầu tiên là hỏi “đây là đạo hàm của hàm nào, tại điểm nào” — thường nhanh gấp mười lần biến đổi đại số.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Unit 2 — Differentiation: Definition and Fundamental Properties gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →