微分可能とは?連続との違いと尖点・絶対値の罠を徹底解説【2026】
高校数学から大学数学(多変数解析)へと進むと、さらに高度な「微分の世界」が広がります。難関大志望者や理工系学部生が押さえておくべき発展トピックを2点整理しておきます。
1点目は、「導関数の連続性」と「微分可能性」の違いです。「関数が微分可能である」ことと「導関数 $f'(x)$ が連続である($C^1$ 級)」ことは同義ではありません。先ほどの例題で扱った $f(x) = x^2 \sin(1/x)$ は各点で微分可能ですが、導関数 $f'(x)$ を計算して $x \to 0$ の極限を取ると振動して発散し、導関数自体は $x = 0$ で不連続になります。
2点目は、多変数関数における全微分可能性です。2変数関数 $z = f(x, y)$ では、各軸方向に沿って微分する「偏微分」が存在していても、斜め方向を含む全方向から滑らかにつながっているとは限りません。多変数において1変数の「微分可能性」に相当する強い滑らかさを保証する概念が「全微分可能」であり、機械学習の勾配降下法や物理学の解析力学における理論的支柱となっています。