微分和导数的关系是什么?两者的几何意义有什么不同?为什么要定义微分 ?

微分和导数的关系是什么?两者的几何意义有什么不同?为什么要定义微分 ?

导数一般大家都比较好接受,而微分这东西就有点儿玄乎了。没学微分流形(或者深一点的微分几何)之前是没有清楚的概念把这些完全搞清楚的。

我尽量不严格地解释一下吧,如果你学了多元微积分,你会知道方向导数的概念,每个方向都是可以求导的,不是只有偏导数。然后,如果给定一个函数的话,你会发现切向量和方向导数是一一对应的,所以求导(方向导数),几何意义其实就是切向量。而微分(准确叫一次微分形式),其实是切空间的对偶空间中的元素,也就是切空间上的线性泛函。微分确实也可以看作是无穷小增量,但是这只是一方面,只有引入微分形式和外微分这样的代数结构,才能很好地给jacobi行列式,Stokes定理,曲线曲面积分这些东西予以更深刻地解释。