Разве производные в школе не проходят?
Проходят. Мимоходом.
Я думаю, нужно сначала определить касательную как такую, что кривая (локально) лежит по одну сторону от неё, а потом переопределить для графиков функций, расширяя его для геометрического смысла производной
Ни к чему. Касательная -- это геометрическая интерпретация производной, только этим она и ценна. Т.е. тем, что формализует линейность в первом приближении любого геометрического объекта (если эта линейность, конечно, есть). Поту- или посюсторонность кривой здесь совершенно не при чём. Это лишь потом, если посюсторонность вдруг выявится, можно думать над тем, что из этого следует относительно касательности и следует ли вообще. Изначально же такой подход -- лишь ловля блох.