#C02 · Calculus & Analysis · Lv.2View in 3D Mind-Map

Derivative Definition & Instantaneous Rate

Isaac Newton & Gottfried Wilhelm Leibniz · 1684 CE

f′(x)=dfdx=lim⁡h→0f(x+h)−f(x)hf'(x) = \frac{df}{dx} = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}
ddx(xn)=nxn−1,ddx(sin⁡x)=cos⁡x\frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1},\quad \frac{d}{dx}(\sin x) = \cos x

Shrinks the interval h → 0 to turn average secant slope into instantaneous tangent slope, unlocking velocity, acceleration, and function optimization.

🧮 Live Formula Calculator & Plotter
Point x₀
Step h
f(2+0.5)−f(2)0.5=4.500→h→0f′(2)=4.000\frac{f(2+0.5)-f(2)}{0.5} = 4.500 \xrightarrow{h\to 0} f'(2) = 4.000
순간 접선 기울기 f'(2)
4.0000
할선 평균변화율 (Δx=0.5)
4.5000
근사 오차 |평균 - 순간|
0.5000

Prerequisite Path (7 STEP)

Full Path Analyzer

Click steps in order to follow the 3D neon path from basics to target.

Geometric & Intuitive Insight

곡선 위의 두 점을 잇는 직선(할선)에서 두 점을 한없이 가깝게 모으면, 곡선에 스치듯 닿는 단 하나의 접선이 되며 그 기울기가 바로 도함수 f'(x)입니다.

Step-by-Step Derivation

  1. Step 1.1단계: f(x) = x^n 일 때 이항정리에 의해 f(x+h) = x^n + n·x^(n-1)h + O(h²) 입니다.
  2. Step 2.2단계: 차분몫 (f(x+h) - f(x)) / h = n·x^(n-1) + O(h) 를 구합니다.
  3. Step 3.3단계: h → 0 극한을 취하면 고차항 O(h)가 사라져 (x^n)' = n·x^(n-1) 이 증명됩니다.

AI & Coding Real-World Use

Physics engine velocity/acceleration finite differences and neural network loss slope

#Numerical Differentiation#Physics Velocity#Optimization Extremum
const diff = (f: (x:number)=>number, x: number, h = 1e-5) => (f(x + h) - f(x - h)) / (2 * h);

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