割线与切线

本节来解释下为什么与曲线相差的是,而不是其它的

1 割线

除了切线(微分)之外,其余过点的直线称为曲线 割线 (Secant line),比如下图中的直线

直线是曲线点的一条割线

可以看到随着的缩小,割线与曲线之间的差值也在缩小:

随着的缩小,割线与曲线之间的差值也在缩小

2 最佳线性近似

那为什么不选割线作为“”呢?这是因为割线与曲线相差(证明见本节最后的补充),如下图所示。

割线与曲线相差同阶无穷小

而切线与曲线相差,如下图所示。

切线与曲线相差高阶无穷小

也就说是切线和曲线更接近,在数学上也称之为 最佳线性近似 (The best linear approximation),所以选择切线作为“”。

3 补充
请证明割线与函数曲线相差 割线和切线都是过的直线,但割线的斜率不为,所以可假设割线为:

所以:

上式就证明了割线与函数曲线相差

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