3.5.2 微分的几何意义
为了更直观地理解微分,下面给出微分的几何意义.如图3.7所示,在直角坐标系中,函数y=f(x)的图形是一条曲线,对于某一固定点x,曲线上有一个确定的点P(x,y)与之对应,当自变量x有微小增量Δx时,就得到曲线上的另一点P′(x+Δx,y+Δy),从而有
PN=Δx NP′=Δy
过P(x,y)点作曲线的切线PT,它的倾角为θ,则
NT=PNtanθ=Δxf′(x)
即(https://www.daowen.com)
dy=NT
它表示曲线y-f(x)在P点处的切线增量,而函数的增量为Δy=NP′,它表示曲线y=f(x)在P点处的割线增量,当
很小时,
比
小得多为
的高阶无穷小,也即当Δx→0时,切线增量dy是割线增量Δy的线性主部,即有dy≈Δy,因此在点P附近,可以用切线段来近似代替曲线段.在定积分的应用里,微元法就是这样的思想:在微小局部范围内用线性函数近似代替非线性函数,或者,在几何上用切线段近似代替曲线段,这在数学上称为非线性函数的局部线性化,是微积分的基本思想方法之一.这种思想方法在自然科学和工程问题的研究中被经常采用.

图3.7 微分的几何意义