微积分计算器
微积分研究变化与累积。导数衡量一个量变化得有多快;积分则把许多小块加起来,求出面积和总量。这些计算器会展示每一步所用的法则,并验证每个结果。
计算器
导数计算器
从最外层的运算向内,看清每一步用的是哪条求导法则。
积分计算器
求不定积分和定积分,每一步都注明所用的方法,每个原函数在显示之前都经过验证。
定积分计算器
输入一个函数和两个积分限,即可得到定积分的精确值,并看到原函数、F(b) − F(a) 的计算过程;对于反常积分,还会看到决定收敛与否的极限。
极限计算器
输入一个函数和 x 趋近的值即可求出极限,同时识别未定式的类型,给出解决它的法则,并用数值检验答案是否正确。
偏导数计算器
输入一个多元函数,以及要对其求导的变量或变量序列,即可得到偏导数并看到所用的每条法则;需要的话,还能得到它在某一点的值。
隐函数求导计算器
输入一个关于 x 和 y 的方程,用隐函数求导法求 dy/dx:对每个含 y 的项使用链式法则,用代数方法解出 y′,还可以求某一点处的斜率和切线。
泰勒级数计算器
输入一个函数、展开中心和阶数,即可构造它的泰勒多项式:每阶导数都在中心处求值,系数保持精确;如果给出一个 x 值,还会把近似值与真实值比较。
级数敛散性计算器
输入无穷级数的通项,即可判断它收敛还是发散、由哪种判别法判定以及原因;如果是等比级数,还会给出精确的和。
涵盖主题
- 求导
- 幂法则、乘积法则、商法则和链式法则,高阶导数以及在某一点处的导数值。
- 积分
- 原函数、换元积分法、分部积分法、部分分式和定积分。
- 极限
- 直接代入、洛必达法则、单侧极限和无穷远处的极限。
- 多元函数与隐函数
- 偏导数、混合偏导数,以及由隐函数方程求 dy/dx。
- 级数
- 泰勒多项式与麦克劳林多项式,以及无穷级数的收敛判别法。
微积分工具如何展示过程
每个导数都被拆解成产生它的各条法则。计算器先找出最外层的运算,应用相应的法则,再逐层向内处理,所以链式法则的题目会先分别展示外层导数和内层导数,再把它们相乘。积分会写明所用的方法,无论是基本原函数、换元积分法、分部积分法还是部分分式,而且每个原函数都会通过求导来反向验证。
极限在可能时用直接代入求出,否则就通过化简、应用洛必达法则或比较无穷远处的增长速度来求。当原函数存在时,定积分给出精确值;不存在时,给出明确标注的数值近似值。
培养直觉
把符号与图形联系起来,微积分就会变得容易。导数是切线的斜率,定积分是有向面积,泰勒多项式则是一条在某一点附近紧贴原函数的曲线。把函数图像计算器与这些工具配合使用,看清每个结果的含义,再检查答案的符号和大小是否与图形相符。
指南
- 求导法则详解与完整例题
用极限定义计算导数很慢。只需要少数几条法则——每条都由定义证明一次——就能在几行之内求出几乎任何式子的导数。本指南讲解每条法则、它为什么成立,以及如何组合使用。