微分可能

微分可能

関数 f ( x ) について,極限

lim h → 0 f ( a + h ) − f ( a ) h  

が存在すれば, f ( x ) は x = a で微分可能であるという. 区間Iの各点で微分可能ならば, f ( x ) は区間Iで微分可能であるという.この極限値のことを,関数 f ( x ) の x = a  における微分係数といい f ′ ( a ) で表す.

x = a で微分可能であるとき, f ( x ) は x = a で連続である.

【証明】

f a + h − f a = f a + h − f a h ⋅ h

lim h → 0 f a + h − f a = lim h → 0 f a + h − f a h ⋅ h

lim h → 0 f a + h − f a = lim h → 0 f a + h − f a h ⋅ lim h → 0 h   (ここを参照)

= f ′ a ⋅0 = 0

よって

lim h → 0 f a + h = f a

a + h = x とおくと, h → 0 のとき, x → a となる.したがって

lim x → a f x = f a

となり, f ( x ) は x = a で連続である.

■参考

y = | x | は  x = 0 で微分可能ではない.なぜなら,

x をプラス側からゼロに近づけた場合,

lim h → + 0 | 0 + h | − | 0 | h = lim h → + 0 ( 0 + h ) − 0 h = 1

x をマイナス側からゼロに近づけた場合,

lim h → − 0 | 0 + h | − | 0 | h = lim h → + 0 − ( 0 + h ) − 0 h = − 1

となり,  x = 0 において lim h → 0 f ( 0 + h ) − f ( 0 ) h  の値が1つに定まらないからである.

 

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最終更新日: 2026年6月13日