定义陈述
设 ,。
右导数:
左导数:
若上述单侧极限存在且有限,则称 在 处右可导(或左可导)。
可导与单侧导数的关系
设 是 的内点。则 在 可导(ANL-DEF-014)当且仅当
此时 。
证明梗概:双侧极限存在 两单侧极限存在且相等(ANL-DEF-011 单侧极限性质)。 应用于差商即得。
与相近概念的区别
| 概念 | 关键差别 |
|---|---|
| 双侧导数 | 要求差商极限存在(双侧逼近一致) |
| 单侧导数 | 仅要求单侧逼近的差商极限存在 |
| 闭区间端点的导数 | 端点处只能定义为单侧导数(如 的左端 只有 ) |
直觉理解
单侧导数 单侧切线斜率。 把双侧导数比作”从两个方向看坡度都一致”,单侧导数则是”只看一侧”。
典型反例: 在 。
- 右侧 ,
- 左侧 ,
- 两者不等 ⇒ 在 处不可导,但两个单侧导数都存在
这就是函数图像在 处出现”尖角”的代数标志。
常见错误
- ✗ 认为”单侧导数存在 ⇒ 双侧导数存在”。 反例: 在 处单侧导数都存在,但双侧导数不存在。
- ✗ 把单侧导数与”导函数的单侧极限” 混为一谈。 二者是不同的概念:前者是差商的单侧极限,后者是导函数的单侧极限。 即使后者存在且与前者数值相等,也是借助”导函数连续性”才得到的结论。
链接
- 前置:ANL-DEF-014 导数、ANL-DEF-011 单侧极限
- 关键判定:可导 左右导数相等
- 用于:闭区间端点处可导性的讨论