La façon la plus simple d'estimer la dérivée d'une fonction f continue, est d'utiliser la définition mathématique de celle-ci:
Graphiquement, on a l'interprétation usuelle de cette expression:
Pour obtenir l'erreur commise sur l'estimation, on peut faire un développement de f(x+h):
Ainsi, on a
et l'erreur est d'ordre de h.
Cela pourrait paraître suffisant : il suffit de prendre h le plus petit possible. Mais numériquement, cela pose un problème: il faut calculer le rapport de deux nombres "petits" et les erreurs commises sont alors trop grandes. Cette méthode doit être évitée
Une méthode plus astucieuse est de "symétriser" l'expression de la dérivée. Graphiquement, cela revient à ne pas utiliser la valeur de f en x mais en deux points de part et d'autre (x-h et x+h).
On voit alors que l'estimation est plus "proche" de la pente réelle en x.
La dérivée s'exprime sous la forme
En développant f(x+h) et f(x-h), et en prenant la différence, le terme d'ordre disparaît:
et
et l'erreur est d'ordre , ce qui est bien meilleur pour peu de frais. Il faut donc sytématiquement utiliser une méthode symétrique.