导数法则

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导数法则

2024-07-17 06:48:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

导数法则

导数 是在函数上任何一点的坡度。

有很多法则可以帮助我们去求导数。

例子:

常数 (像 3)的坡度永远是 0 直线 (像 2x 是 2,3x 是 3,以此类推) 等等。

以下是一些常用的法用来求函数的导数(例子在下面)。注意:这个符号 ’ 的意思是 "的导数"。.

常见函数 函数 导数 常数 c 0 直线 x 1   ax a 平方 x2 2x 平方根 √x (½)x-½ 指数 ex ex   ax ln(a) ax 对数 ln(x) 1/x   loga(x) 1 / (x ln(a)) 三角 (x 的单位是 弧度) sin(x) cos(x)   cos(x) −sin(x)   tan(x) sec2(x) 反三角 sin-1(x) 1/√(1−x2)   cos-1(x) −1/√(1−x2)   tan-1(x) 1/(1+x2)       法则 函数 导数 乘以常数 cf cf’ 幂次方法则 xn nxn−1 加法法则 f + g f’ + g’ 减法法则 f - g f’ − g’ 积法则 fg f g’ + f’ g 商法则 f/g (f’ g − g’ f )/g2 倒数法则 1/f −f’/f2       链式法则 (为 "复合函数") f º g (f’ º g) × g’ 链式法则 (用 ’ ) f(g(x)) f’(g(x))g’(x) 链式法则 (用 d dx ) dy dx = dy du du dx

"的导数" 也可以写成 d dx

所以 d dx sin(x) 和 sin(x)’ 是 一样的,只不过写法不同

举例 例子:sin(x) 的导数是什么?

从上面的列表我们可以看到答案是 cos(x)

可以写为:

sin(x) = cos(x)

或:

sin(x)’ = cos(x)

幂次方法则 例子:x3 是什么?

问题是 "x3 的导数是什么?"

我们可以用幂次方法则,以 n=3:

xn = nxn−1

x3 = 3x3−1 = 3x2

例子:(1/x) 是什么?

1/x 等于 x-1

我们可以用幂次方法则,以 n = −1:

xn = nxn−1

x−1 = −1x−1−1 = −x−2

乘以常数 例子:5x3 是什么?

cf 的导数 = cf’

5f 的导数 = 5f’

幂次方法则:

x3 = 3x3−1 = 3x2

所以:

5x3 = 5x3 = 5 × 3x2 = 15x2

加法法则 例子:x2+x3 的导数是什么?

加法法则说:

f + g 的导数 = f’ + g’

所以我们可以求每项的导数,然后求它们的和。

幂次方法则:

x2 = 2x x3 = 3x2

所以:

x2 + x3 的导数 = 2x + 3x2

减法法则

变量不一定是 x,我们可以相对于 v 来求导数:

例子:(v3−v4) 的导数是什么?

减法法则说:

f − g 的导数 = f’ − g’

所以我们可以求每项的导数,然后求它们的差。

幂次方法则:

v3 = 3v2 v4 = 4v3

所以:

v3 − v4 的导数 = 3v2 − 4v3

加法、减法、乘以常数和幂次方法则 例子:(5z2 + z3 − 7z4) 的导数是什么?

幂次方法则:

z2 = 2z z3 = 3z2 z4 = 4z3

所以:

(5z2 + z3 − 7z4) = 5 × 2z + 3z2 − 7 × 4z3 = 10z + 3z2 − 28z3

 

积法则 例子:cos(x)sin(x) 的导数是什么?

积法则说:

fg 的导数是 = f g’ + f’ g

在这个例子里:

f = cos g = sin

根据上面的列表:

cos(x) = −sin(x) sin(x) = cos(x)

所以:

cos(x)sin(x) 的导数 = cos(x)cos(x) − sin(x)sin(x) = cos2(x) − sin2(x)

  倒数法则 例子:(1/x) 的导数是什么?

倒数法则说:

1/f 的导数 = −f’/f2

若 f(x)= x,f’(x) = 1

所以:

1/x 的导数是 = −1/x2

结果和在上面用幂次方法则求的一样。

链式法则 例子: d dx sin(x2) 的导数是什么?

sin(x2) 是由 sin()x2 结合而成:

f(g) = sin(g) g(x) = x2

链式法则说:

f(g(x)) 的导数 = f'(g(x))g'(x)

导数分别是:

f'(g) = cos(g) g'(x) = 2x

所以:

d dx sin(x2) = cos(g(x)) (2x)

= 2x cos(x2)

链式法则也可以写成: dy dx = dy du du dx

让我们用这个公式来再做一遍上面的例子:

例子: d dx sin(x2) 的导数是什么?

dy dx = dy du du dx

设 u = x2,所以 y = sin(u):

d dx sin(x2) = d du sin(u) d dx x2

分别微分:

d dx sin(x2) = cos(u) (2x)

代入 u = x2 和简化:

d dx sin(x2) = 2x cos(x2)

结果和上面一样!

再来看看一些链式法则的例子:

例子:(1/cos(x)) 的导数是什么?

1/cos(x) 是由 1/gcos() 结合而成:

f(g) = 1/g g(x) = cos(x)

链式法则说:

f(g(x)) 的导数 = f’(g(x))g’(x)

导数分别是:

f'(g) = −1/(g2) g'(x) = −sin(x)

所以:

(1/cos(x))’ = −1/(g(x))2 × −sin(x)

= sin(x)/cos2(x)

注意:sin(x)/cos2(x) 也是 tan(x)/cos(x),或其他不同的形式。

 

例子:(5x−2)3 的导数是什么?

链式法则说:

f(g(x)) 的导数 = f’(g(x))g’(x)

(5x-2)3 是由 g35x-2 结合而成:

f(g) = g3 g(x) = 5x−2

导数分别是:

f'(g) = 3g2 (用幂次方法则) g'(x) = 5

所以:

(5x−2)3 = 3g(x)2 × 5 = 15(5x−2)2

 

  导数 微积分索引


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