这个回答的关键是理解 微分 dx 的意义,我们需要从头说起:
对于 大部分 函数 y = f(x),人们发现其对应的曲线 是”光滑“的,基于生活的经验:
光滑的表面,局部是没有棱角的,是平直的。
这翻译成数学语言 就是:
”光滑“的函数 的 局部变化近似于线性函数。
具体写成公式如下:
其中,Δy 表示 函数 y 在 每一个 x 点 附近,因为 局部变化量 Δx 的变化 而引起 的局部变化量;微分 dy = A(Δx) 是一个线性函数,它可以保持线性性运算:
A(Δx₁ Δx₂) = A(Δx₁) A(Δx₂)
A(kΔx) = kA(Δx)
利用上面的性质二,有,
A(Δx) = A(Δx⋅1) = ΔxA(1) = A(1)Δx
当 A 确定时,A(1) 是常数,于是,令,
K = A(1)
则,微分可表示为:
dy = KΔx
再结合前面的公式,有:
f(x Δx) - f(x) = KΔx o(Δx)
K = (f(x Δx) - f(x)) / Δx - o(Δx) / Δx
等式两边取极限,有:
令,
称 y' 为 y 在 x 点的导数。
于是,
K = y'
微分表示改写为:
dy = y'Δx
考虑,Δx 就是 函数 y = f(x) = x 的局部变化量,对于 y 有:
dy = y'Δx = 1⋅ Δx = Δx
而,
dy = df(x) = dx
于是,我们得到:
从而,得到最终的微分形式:
在了解了 微分 dx 的意义以后,就很好回答题主的问题了:
在 f(x)dx 中:
dx = Δx 是 在 x 点 附近的 一个 局部变化量,对应 x 轴上的 区间 [x, x Δx](或 [x Δx, x]);
f(x) 是 x 点 的函数值,对于 Y 轴上区间 [0, f(x)] (或 [f(x), 0];
于是, f(x)dx 就是 以 |Δx| 为底边 以 |f(x)| 为高的矩形面积。
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