复合函数求导
复合函数求导举例
复合函数求导举例复合函数的求导是微积分中的一个重要概念,它描述了两个或多个函数相互作用的过程。
在此,我们将举例说明如何求解复合函数的导数,并提供相关的参考内容。
首先,我们来看一个简单的例子:求解复合函数 f(g(x)) 的导数,其中 f(x) 和 g(x) 分别是两个可导函数。
假设 f(x) = 2x,g(x) = x^2,我们需要求解的导数为 f(g(x)) = 2(g(x))。
根据链式法则,导数可以通过求解 g(x) 的导数再将结果乘以f(g(x)) 的导数,即d(f(g(x)))/dx = f'(g(x)) * g'(x)。
首先求解 g(x) 的导数:g'(x) = d(x^2)/dx = 2x。
然后求解 f(g(x)) 的导数:f'(g(x)) = d(2(g(x)))/d(g(x)) = 2。
最后,将 f'(g(x)) 与 g'(x) 相乘得到 f(g(x)) 的导数:d(f(g(x)))/dx = f'(g(x)) * g'(x) = 2 * 2x = 4x。
所以,复合函数 f(g(x)) 的导数为 4x。
接下来,我们提供一些相关的参考内容,以加深对复合函数求导的理解。
1. 链式法则的证明:- 《微积分导论》(Thomas)第9.2节- 《微积分学导引》(Simmons)第3.6节2. 复合函数求导公式的应用:- 《解析几何与线性代数》(Hoffman/Kunze)第6章- 《数学分析基础》(Abbot)第8.3节3. 更复杂的复合函数求导:- 多元复合函数的求导公式- 高阶导数的计算方法4. 复合函数求导的应用:- 函数的极值及拐点分析- 函数图像的绘制和变换通过深入研究复合函数求导,我们可以进一步理解微积分的基本概念和应用,并应用于更复杂的数学问题中。
复合函数求导
小结: 复合函数y=f(x)要先分解成基本 初等函数y=g(u), u=h(v), v=i(x) 等, 再求导:y’x=y’uu’vv’ x 根据函数式结构或变形灵活选择 基本初等函数求导公式或复合函数求 导方法
作业本:“基本初等函数的导数公式 及导数的运算法则”
例5.某运动物体自始点起经过t秒后的距离s满足s= -4t3+16t2. (1)此物体什么时刻在始点? (2)什么时刻它的速度为零? 解:(1)令s=0,即1/4t4-4t3+16t2=0,所以t2(t-8)2=0,解得: t1=0,t2=8.故在t=0或t=8秒末的时刻运动物体在 始点. (2) s(t ) t 3 12t 2 32t , 令s(t ) 0, 即t3-12t2+32t=0, 解得:t1=0,t2=4,t3=8, 故在t=0,t=4和t=8秒时物体运动的速度为零.
例6.已知曲线S1:y=x2与S2:y=-(x-2)2,若直线l与S1,S2均 相切,求l的方程.
பைடு நூலகம்
解:设l与S1相切于P(x1,x12),l与S2相切于Q(x2,-(x2-2)2).
对于S1 , y 2 x, 则与S1相切于P点的切线方程为y-x12 =2x1(x-x1),即y=2x1x-x12.① 对于S2 , y 2( x 2), 与S2相切于Q点的切线方程为y+ (x2-2)2=-2(x2-2)(x-x2),即y=-2(x2-2)x+x22-4.②
u
0.05e 0.05e
u 0.05 x 1
(3) y sin( x )(其中,均为常数)
解: (1)函数y sin( x )可以看作函数y sin u和 u x 的复合函数。根据复合函数求导法则有
复合函数求导公式推导
复合函数求导公式推导复合函数指的是两个或多个函数的组合。
设有函数$y=f(u)$ 和$u=g(x)$,我们要求复合函数$y=f(u(x))$ 的导数。
根据链式法则,复合函数的导数可以表示为:$$\frac{{dy}}{{dx}} = \frac{{dy}}{{du}} \cdot\frac{{du}}{{dx}}$$在这个公式中,$\frac{{dy}}{{du}}$ 是 $y$ 对 $u$ 的导数,$\frac{{du}}{{dx}}$ 是 $u$ 对 $x$ 的导数。
证明如下:设 $y=f(u)$ 和 $u=g(x)$,我们要求 $\frac{{dy}}{{dx}}$。
根据定义,我们有:$$\frac{{dy}}{{du}} = \lim_{{\Delta u \to 0}} \frac{{\Deltay}}{{\Delta u}}$$其中,$\Delta y = f(u+\Delta u) - f(u)$,$\Delta u = g(x+\Delta x) - g(x)$。
我们可以把 $\Delta y$ 和 $\Delta u$ 都展开成一阶无穷小量:$$\Delta y \approx f'(u)\Delta u$$$$\Delta u \approx g'(x)\Delta x$$其中,$f'(u)$ 表示 $f(u)$ 对 $u$ 的导数,$g'(x)$ 表示$g(x)$ 对 $x$ 的导数。
代入上面的公式,我们有:$$\frac{{\Delta y}}{{\Delta u}} \approx \frac{{f'(u)\Delta u}}{{g'(x)\Delta x}} = \frac{{f'(u)}}{{g'(x)}}$$$\frac{{\Delta y}}{{\Delta u}}$ 在 $\Delta u \to 0$ 的极限下将等于 $\frac{{dy}}{{du}}$,$\frac{{\Delta x}}{{\Delta u}}$ 在$\Delta u \to 0$ 的极限下将等于 $\frac{{du}}{{dx}}$。
复 合 函 数 的 求 导 法 则
练习 求下列函数的导数
y = e3x (A)1.
3x 3x 3x 解:y ′ = ( e ) ′ = e ( 3 x ) ′ = 3 e
y = cos( x 3 ) (A)2.
2 3 3 3 3 解:y ′ = (cos x ) ′ = − sin x ( x ) ′ = − 3 x sin x
(B)3. y = e 解: y ′ = e
2x ′ 1 所以 yx = yu ⋅ ux = ⋅ (−2x) = 2 u x −1
′
′
(A) 例3 求函数 y = cos 2 x 的导 数 2 解:设 y = u 则 u = cos x
因为 所以
′ ′ yu = 2u, ux = −sinx
′ ′ ′ yx = yu ⋅ ux = 2u(−sin x) = −2cosx sin x = −sin2x
′ y u = 5u 4 , u ′ = 3, x
′ x y′ = yu ⋅ u′ = 5u4 ×3 = 5(3x + 2)4 ×3 =15(3x + 2)4 所以 x
2 (B) 例2 求函数 y = ln(1 − x ) 的导数
解:设 因为
y = ln u
则
u = 1− x2
′ 1 ′ yu = , u x = −2 x, u
x π (B) 例5 求 y = ln tan( + ) 的导数。 的导数。 2 4
x π 解: 设 y = ln u , u = tan v, v = + 2 4
由
y ′ = f ′ ( u ) ⋅ φ ′( v ) ⋅ ϕ ′( x ) 得
x π ′ = (lnu)′ ⋅ (tanv)′ ⋅ ( + )′ y 2 4
复合函数求导法则有哪些呢
复合函数求导法则有哪些呢复合函数的求导法则同学们清楚吗,如果不清楚,快来小编这里瞧瞧。
下面是由小编为大家整理的“复合函数求导法则有哪些呢”,仅供参考,欢迎大家阅读。
复合函数求导法则有哪些呢Y=f(u),U=g(x),则y′=f(u)′*g(x)′例1.y=Ln(x^3),Y=Ln(u),U=x^3,y′=f(u)′*g(x)′=[1/Ln(x^3)]*(x^3)′=[1/Ln(x^3)]*(3x^2)=(3x^2)/Ln(x^3)]例2.y=cos(x/3),Y=cosu,u=x/3由复合函数求导法则得y=-sin(x/3)*(1/3 )=-sin(x/3)/3拓展阅读:求导公式运算法则是什么运算法则是:加(减)法则,[f(x)+g(x)]'=f(x)'+g(x)';乘法法则,[f(x)*g(x)]'=f(x)'*g(x)+g(x)'*f(x);除法法则,[f(x)/g(x)]'=[f(x)'*g(x)-g(x)'*f(x)]/g(x)^2。
若某函数在某一点导数存在,则称其在这一点可导,否则称为不可导。
导数也叫导函数值,又名微商,是微积分中的重要基础概念。
由基本函数的和、差、积、商或相互复合构成的函数的导函数则可以通过函数的求导法则来推导。
求导运算法则是:加(减)法则:[f(x)+g(x)]'=f(x)'+g(x)';乘法法则:[f(x)*g(x)]'=f(x)'*g(x)+g(x)'*f(x);除法法则:[f(x)/g(x)]'=[f(x)'*g(x)-g(x)'*f(x)]/g(x)^2。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
复合函数求导
复合函数的求导法则可以写成: 复合函数的求导法则可以写成
dy dy du = dx du dx
即因变量对自变量求导,等于因变量对中间变量求 即因变量对自变量求导, 导乘以中间变量对自变量求导,我们称它为链式法则 导乘以中间变量对自变量求导,我们称它为链式法则. 复合函数的微分公式为: 复合函数的微分公式为
n n1 (sin x n ) ′(sin x n ) cos x n nx n1
= n 3 x n1 cos x n f n1[ n (sin x n )]
n1 (sin x n ) f ′[ n (sin x n )] ′(sin x n ).
三、一阶微分的形式不变性
设函数 y = f ( x )有导数 f ′( x )
第四节
复合函数求导 法则及其应用
一、复合函数求导法则 二、初等函数的求导问题 三、一阶微分的形式不变性 四、隐函数的导数 五、对数求导法 六、参数形式的函数的求导公式
一、复合函数求导法则
定理4.4.1 (复合函数求导法则 ) 设函数 u = g( x ) 在 x0可导, 可导, 定理 复合函数求导法则 处可导, 而函数 y = f (u) 在 u0 = g( x0 ) 处可导,则复合函数 y = f [ g( x )] 在 x0 可导,且有 可导,且有:
d[ f ( g( x))] = f ′(u) g′( x)dx
推广
设 y = f ( u), u = (v ), v = ψ ( x ),
则复合函数
y = f { [ψ ( x )]}的导数为 :
dy dy du dv = dx du dv dx
例4.4.1 解: 求函数 y = ln sin x 的导数 .
复合函数求导公式有哪些
复合函数求导公式有哪些
有很多的同学是非常的想知道,复合函数求导公式是什幺,小编整理了
相关信息,希望会对大家有所帮助!
1 复合函数如何求导规则:1、设u=g(x),对f(u)求导得:f’(x)=f’(u)*g’(x);
2、设u=g(x),a=p(u),对f(a)求导得:f’(x)=f’(a)*p’(u)*g’(x);
拓展:
1、设函数y=f(u)的定义域为Du,值域为Mu,函数u=g(x)的定义域为Dx,值域为Mx,如果Mx∩Du≠Ø,那幺对于Mx∩Du内的任意一个x 经过u;有唯一确定的y 值与之对应,则变量x 与y 之间通过变量u 形成的一种函数关系,这种函数称为复合函数(composite function),记为:y=f[g(x)],其中x 称为自变量,u 为中间变量,y 为因变量(即函数)。
2、定义域:若函数y=f(u)的定义域是B,u=g(x)的定义域是A,则复合函数
y=f[g(x)]的定义域是D= {x|x∈A,且g(x)∈B} 综合考虑各部分的x 的取值范围,取他们的交集。
3、周期性:设y=f(u)的最小正周期为T1,μ=φ(x)的最小正周期为T2,则
y=f(μ)的最小正周期为T1*T2,任一周期可表示为k*T1*T2(k 属于R+).
4、单调(增减)性的决定因素:依y=f(u),μ=φ(x)的单调性来决定。
即“增+增=增;减+减=增;增+减=减;减+增=减”,可以简化为“同增异减”。
1 复合函数求导法则Y=f(u),U=g(x),则y′=f(u)′*g(x)′
例1.y=Ln(x),Y=Ln(u),U=x,
y′=f(u)′*g(x)′=[1/Ln(x)]*(x)′=[1/Ln(x)]*(3x)。
复合函数求导(链式法则)
复合函数求导(链式法则)(建议阅读原文)预备知识微分若有两个一元函数 f(x) 和 g(x),我们可以把 g 的函数值作为 f 的自变量,得到一个新的函数称为f(x) 和 g(x) 的复合函数,记为 f[g(x)].如果我们已知两个函数 f(x) 和 g(x) 的导函数 f'(x) 和 g'(x),那么我们可以通过以下公式求复合函数 f[g(x)] 的导数.\begin{align}&f[g(x)]' = f'[g(x)]g'(x)&(1)\\\end{align}对于多个函数的复合函数,我们也有类似的公式,例如\begin{align}&f[g(h(x))]' =f'[g(h(x))]g'[h(x)]h'(x)&(2)\\\end{align}例1 基本初等函数的复合函数求导我们已经知道基本初等函数的导数的导函数,下面对它们的一些常见的复合函数进行求导. \sin^2 x 可以看作幂函数 f(x) = x^2 和 g(x) =\sin x 的复合函数,已知 f'(x) = 2x, g'(x) = \cos x,代入式 1 得\begin{align}&(\sin^2 x)' = 2\sin x \cosx&(3)\\\end{align}几何理解为了方便表示,我们把 g 的函数值和 f 的自变量记为 u,把 f 的函数值记为 y.图 1:可以将 \sin^2 x 看做 f(u) = u^2 和 g(x) = \sin x 的复合函数我们可以用类似图 1 的图像来直观地理解复合函数.先画出y = f(u) 和 u = g(x) 的图像,并将 g(u) 的图像逆时针旋转90° 使得两图的 u 轴对齐.这样对于任何定义域中的自变量 x,我们只需要先在 g(x) 的图中画出 u 的位置,再对应到 f(u) 的图像中求出 y 的位置即可.现在我们要讨论的问题是,若已知两函数的导函数 f'(x) 和 g'(u)(假设它们在定义域内处处可导)如何求复合函数 f[g(x)] 的导数.对于给定的 x,我们先来看当 x 增加 \Delta x 时 y 的增量 \Delta y 的大小.我们可以使用与图 1 类似的方法画出图 2 ,然后只需要令 \Delta x \to 0,就可以根据定义求出复合函数的导数\begin{align}&f[g(x)]' =\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}{x}} f[g(x)] =\lim_{\Delta x\to 0} \frac{\Delta y}{\Deltax}&(4)\\\end{align}图 2:用图 1 中的方法求出任意 \Delta x 对应的 \Delta y在这个过程中,我们在得到 \Delta y 之前先得到了 u 的增量 \Delta u.当 \Delta x 较小时有微分近似(式2 )\begin{align}&\Delta {u} \approx g'(x) \Delta{x}\qquad \Delta{y} \approx f'(u)\Delta{u}&(5)\\\end{align}当 \Delta x \to 0 时对应的微分关系(式 1 )为\begin{align}&\,\mathrm{d}{u} = g'(x) \,\mathrm{d}{x} \qquad \,\mathrm{d}{y} = f'(u)\,\mathrm{d}{u}&(6)\\\end{align}将上式中的左边代入右边得 \begin{align}&\,\mathrm{d}{y} = f'(u) g'(x) \,\mathrm{d}{x} = f'[g(x)]g'(x)\,\mathrm{d}{x}&(7)\\\end{align}而复合函数的微分是 \begin{align}&\,\mathrm{d}{y} =f[g(x)]' \,\mathrm{d}{x}&(8)\\\end{align}对比以上两式(微分和导数的关系)得\begin{align}&f[g(x)]' = f'[g(x)]g'(x)&(9)\\\end{align}这就是复合函数的求导公式.在上面的例子中\begin{align}&g(x) = \sin x \qquad g'(x) = \cos x\qquad f(u) = u^2 \qquad f'(u) = 2u\qquad&(10)\\\end{align}代入上式得\begin{align}&\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}{x}} \sin^2 x = 2\sin x \cos x&(11)\\\end{align}复合函数的求导公式也叫链式法则,原因是我们可以把以上推导过程用导数的另外一种符号表示如下.\begin{align}&\,\mathrm{d}{y} =\frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{u}} \,\mathrm{d}{u} = \frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{u}}\frac{\mathrm{d}{u}}{\mathrm{d}{x}}\,\mathrm{d}{x}&(12)\\\end{align}得 \begin{align}&\frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{x}} = \frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{u}}\frac{\mathrm{d}{u}}{\mathrm{d}{x}}&(13)\\\end{align}这种书写方式让人不禁想把 \mathrm{d}{y}/\mathrm{d}{x} 看做是 \,\mathrm{d}{y} 和 \,\mathrm{d}{x} 相除,这样的符号分割是错误的,尤其是在以后学习高阶导数和偏导数时.多重复合函数要对多重复合函数如 f[g(h(x))] 求导,可以先对 g[h(x)] 求导得 g'[h(x)]h'(x) 再得到\begin{align}&f[g(h(x))]' =f'[g(h(x))]g'[h(x)]h'(x)&(14)\\\end{align}令 v = h(x),用微分符号可以表示为\begin{align}&\frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{x}} =\frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{u}}\frac{\mathrm{d}{u}}{\mathrm{d}{v}}\frac{\mathrm{d}{v}}{\mathrm{d}{x}}&(15)\\\end{align}任意多重的复合函数求导同理可得.例2 对函数求导\begin{align}&\frac{1}{\sqrt{x^2+a^2}}&(16)\\\end{alig n}首先令 f(x) = 1/\sqrt{x} 再令 g(x) = x^2+a^2,上式等于 f[g(x)].由基本初等函数的导数, \begin{align}&f'(x) = -\frac{1}{2\sqrt{x^3}} \qquad g'(x) =2x&(17)\\\end{align}代入式 9 ,得\begin{align}&\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}{x}}\frac{1}{\sqrt{x^2+a^2}} = f'[g(x)] g'(x) = -\frac{x}{\sqrt{(x^2+a^2)^3}}&(18)\\\end{align}一种较灵活的情况是,当三个变量只有一个自由度1时,任何一个变量都可以看做任何另外两个变量的函数2,这时可以根据需要灵活运用链式法则,如例 3 .例3 加速运动公式假设质点做一维运动,位移,速度和加速度分别记为 x(t), v(t) = \mathrm{d}{x}/\mathrm{d}{t},a(t) = \mathrm{d}{v}/\mathrm{d}{t},但若把速度 v 看做复合函数 v[x(t)],根据链式法则有\begin{align}&a = \frac{\mathrm{d}{v}}{\mathrm{d}{t}} = \frac{\mathrm{d}{v}}{\mathrm{d}{x}}\frac{\mathrm{d}{x}}{\mathrm{d}{t}} =\frac{\mathrm{d}{v}}{\mathrm{d}{x}} v&(19)\\\end{align}写成微分表达式,有 a \,\mathrm{d}{x} = v\,\mathrm{d}{v}.注意到 \,\mathrm{d}\left(v^2 \right) = 2v \,\mathrm{d}{v},代入得\begin{align}&\,\mathrm{d}\left(v^2 \right) = 2a\,\mathrm{d}{x}&(20)\\\end{align}若质点做匀加速运动,该式的物理意义是在任何一段微小时间内,速度平方的增量正比于这段时间内的位移增量.在一段时间 [t_1,t_2] 内把这些增量累加起来,就得到高中熟悉的运动学公式 \begin{align}&v_2^2-v_1^2 = 2a(x_2-x_1)&(21)\\\end{align}其中 x_1,v_1 和 x_1,v_1 分别是 t_1,t_2 时刻的位置和速度.1. 即任何一个变量值确定后,另外两个变量也随之确定2.姑且假设不会出现一个自变量对应两个函数值的情况。
复合函数求导法则
复合函数求导法则复合函数是指由两个或多个函数进行组合而成的新函数。
例如,将函数f(x)和g(x)组合而成的函数h(x)可以表示为 h(x) = f(g(x))。
对于这样的函数,我们如何求导呢?下面我们来介绍一下复合函数的求导法则。
一、链式法则复合函数的求导法则可以用数学上的"链式法则"来表示。
链式法则的含义是:如果y 是一个由x的函数所决定的变量,并且z是y的函数,那么z对x的导数等于z对y的导数乘以y对x的导数。
换句话说,链式法则就是把导数分解成两个因子的乘积的法则,其中一个因子是从外面求导,另一个因子是从里面求导。
以y = f(g(x))为例,我们来看一下如何应用链式法则来计算y对x的导数:首先,我们把复合函数y表示成两个单独的函数g和f的乘积,即:y = f(g(x)) = f(u)其中u = g(x),表示g(x)作为中间变量。
然后,我们对f(u)求导,即:其中f'(u)表示f关于u的导数,即f的斜率,它等于f在u处的切线斜率。
u' = g'(x)把上述式子代入y' = f'(u) * u',即可得到y对x的导数:这就是链式法则的公式,它告诉我们如何计算一个复合函数的导数。
二、实例演练为了更好地理解链式法则,我们在这里介绍一个例子,假设有一个复合函数:f(x) = e^(3x^2 + 2x + 1)其中,u'表示u关于x的导数,即u' = 6x + 2这就是函数f(x)的导数了。
三、结论通过上述分析,我们可以得出以下结论:1. 对于由两个或多个函数组合而成的复合函数,我们可以用链式法则来求导。
2. 链式法则的公式为y' = f'(g(x)) * g'(x),其中f和g分别表示外层和内层的函数,f'和g'分别表示它们的导数。
3. 在应用链式法则时,需要将复合函数表示成两个单独的函数的乘积,并对它们分别求导。
高数复合函数求导公式
高数复合函数求导公式高数复合函数求导公式:一、概念1. 什么是复合函数?复合函数是指有两个或多个函数构成的函数,它的定义域为第一个函数的定义域,把第一个函数的输出作为第二个函数的输入,这样就定义出了新的函数,即复合函数。
2. 什么是求导公式?求导公式是指用来求一个函数的导数的公式,在数学上是表示求微分的方法。
通常使用微积分的基本公式和一些技巧来计算一个函数的一阶、二阶、三阶及以上导数,得出特定函数的导数。
二、求导公式1. 当复合函数中只有两个函数的时候:复合函数的求导公式使用链式法则,为:f’(x)= f(g(x))’=f’(g(x))*g’(x),其中f’(g(x))表示第一个函数的导数,g’(x)表示第二个函数的导数。
2. 当复合函数中有三个或者更多函数时:复合函数的求导公式为f’(x)=f(g(h(x))’=f’(g(h(x))*g’(h(x))*h’(x),其中f’(g(h(x)))表示复合函数第一个函数的导数,g’(h(x))表示复合函数的第二个函数的导数,h’(x)表示复合函数的第三个函数的导数。
三、注意事项1. 求导公式是求复合函数的导数的一种数学方法,它分别通过计算复合函数的各个部分,得出复合函数的导数。
2. 在计算复合函数的求导公式时,必须要清楚不同的函数的定义域,以及函数的各项参数。
3. 要将复合函数分解为不同函数,再分别求每一部分函数的导数,然后将所有的导数求乘积,就能得到复合函数的导数。
4. 如果复合函数的函数部分比较多,那么就要有相应的复杂的求导公式,计算的时候也会很复杂,所以可以使用乘法和傅里叶变换的方法来计算复合函数的导数。
四、总结综上所述,复合函数求导公式一般有两种,对于复合函数中只有两个函数的时候是f’(x)= f(g(x))’=f’(g(x))*g’(x),而如果有三个或者更多函数,则理论上采用f’(x)=f(g(h(x))’=f’(g(h(x))*g’(h(x))*h’(x)。
复合函数求导公式推导
复合函数求导公式推导
复合函数的求导公式可以通过链式法则进行推导。
设有函数 y = f(u) 和 u = g(x),其中 y 是一个关于 x 的函数。
根据链式法则,y 对 x 的导数可以表示为:
dy/dx = dy/du * du/dx
其中,dy/du 表示函数 y 对中间变量 u 的导数,du/dx 表示中间变量 u 对自变量 x 的导数。
首先,求出 dy/du,即函数 y 对中间变量 u 的导数。
这可以通过对函数 y 使用普通的求导方法来得到。
然后,求出 du/dx,即中间变量 u 对自变量 x 的导数。
同样,可以使用普通的求导方法来计算。
最后,将 dy/du 和 du/dx 相乘得到 dy/dx,即函数 y 对自变量 x 的导数。
综上所述,复合函数的求导公式可以表示为:
dy/dx = (dy/du) * (du/dx)
这就是复合函数求导的公式。
复合函数求导法则有哪些呢
复合函数求导法则有哪些呢复合函数的求导法则同学们清楚吗,如果不清楚,快来小编这里瞧瞧。
下面是由小编小编为大家整理的“复合函数求导法则有哪些呢”,仅供参考,欢迎大家阅读。
Y=f(u),U=g(x),则y′=f(u)′*g(x)′例1.y=Ln(x^3),Y=Ln(u),U=x^3,y′=f(u)′*g(x)′=[1/Ln(x^3)]*(x^3)′=[1/Ln(x^3)]*(3x^2)=(3x^2)/Ln(x^3)]例2.y=cos(x/3),Y=cosu,u=x/3由复合函数求导法则得y=-sin(x/3)*(1/3 )=-sin(x/3)/3运算法则是:加(减)法则,[f(x)+g(x)]'=f(x)'+g(x)';乘法法则,[f(x)*g(x)]'=f(x)'*g(x)+g(x)'*f(x);除法法则,[f(x)/g(x)]'=[f(x)'*g(x)-g(x)'*f(x)]/g(x)^2。
若某函数在某一点导数存在,则称其在这一点可导,否则称为不可导。
导数也叫导函数值,又名微商,是微积分中的重要基础概念。
由基本函数的和、差、积、商或相互复合构成的函数的导函数则可以通过函数的求导法则来推导。
求导运算法则是:加(减)法则:[f(x)+g(x)]'=f(x)'+g(x)';乘法法则:[f(x)*g(x)]'=f(x)'*g(x)+g(x)'*f(x);除法法则:[f(x)/g(x)]'=[f(x)'*g(x)-g(x)'*f(x)]/g(x)^2。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
复合函数如何求导公式
复合函数如何求导公式求复合函数的导数是很重要的数学技能,它可以帮助研究者深入了解函数的行为,并有助于识别数字模型的结构特性和关系。
复合函数的求导公式是对满足极限定义的复合函数求导的公式,它可以用来帮助我们快速准确地求出复合函数的导数。
当我们遇到超出基本步骤求导知识的复杂函数时,这里可以用到复合函数的求导公式。
基本复合函数求导公式基本复合函数求导公式可以用来快速地求出复合函数的导数,例如,对于复合函数 f(x)=g(h(x)),其具体求导形式如下,`df(x)/dx=df(h(x))/dh(x)*dh(x)/dx`这里,f(x)=g(h(x))是基本复合函数的形式,df(x)表示函数f(x)的导数,dh(x)表示函数h(x)的导数。
在实际运用时,我们需要将f(x)和h(x)分别替换掉,便可以简化此形式的求导。
注意:这里求导不需要考虑函数f(x)和h(x)的解析解,只需要考虑它们的表达式即可,所以用此求导公式时只需要找到它们的对应关系即可,即:f(x)=g(h(x))就可以简化成df(x)/dx=df(h(x))/dh(x)*dh(x)/dx。
推广复合函数求导公式除了基本复合函数的求导公式,还有更复杂的推广复合函数求导公式。
例如对于复合函数f(x)=g(h(k(x))),其具体求导形式如下,`df(x)/dx=df(h(k(x)))/dh(k(x))*dh(k(x))/dk(x)*dk(x)/dx`其中,f(x)=g(h(k(x)))也是复合函数的形式,df(x)与上例相同,dh(x)与dk(x)分别表示函数h(x)和k(x)的导数,这里也可以把f(x)和h(x)、k(x)分别按照要求替换掉,并简化此形式的求导。
嵌套复合函数求导公式当遇到嵌套的复合函数时,例如f(x)=g(h(f(x))),其具体求导形式如下,`df(x)/dx=df(g(h(f(x))))/dg(h(f(x)))*dg(h(f(x))/dh(f(x))*dh(f(x))/df(x)+df(h(f(x)))/dh(f(x))*dh(f(x))/df(x)`意义同上。
复合函数求导
y x sin x .
方法:
先在方程两边取对数, 然后利用隐函数的求导 方法求出导数.
--------对数求导法
例5: 设 y ( x 1)3 x 1 , 求y. ( x 4)2 e x
解: 等式两边取对数得
ln y ln( x 1) 1 ln( x 1) 2 ln( x 4) x 3
y
x
y y(cos x ln x sin x 1 ) x
x sin x (cos x ln x sin x ) x
四、由参数方程所确定的函数的导数
若参数方程
x y
(t )确定 (t)
y与x间的函数关系
,
称此为由参数方程所确定的函数.
例如
x 2t,
y
t
2
,
t x 2
消去参数 t
2
1 cos
1.
2
当 t 时, x a( 1), y a.
2
2
所求切线方程为
y a x a( 1) 2
即 y x a(2 )
2
谢谢
上式两边对 x求导得
y 1 1 2 1 y x 1 3( x 1) x 4
y
( x 1)3 x ( x 4)2 e x
1[
x
1
1
1 3( x
1)
x
2
4
1]
例6:设 y xsinx ( x 0), 求y.
解: 等式两边取对数得
上式两边对x求导得
1 y cos x ln x sin x 1
dy
dy dx
dy dt
dt dx
dy dt
1 dx
(t) (t)
即
复合函数求导公式16个
复合函数求导公式16个在微积分中,复合函数是指由两个或多个函数构成的函数。
求复合函数的导数是微积分中的一个重要概念。
下面将介绍复合函数求导的16种常见公式。
1.线性函数复合如果y是x的线性函数,z是y的线性函数,即 $y=ax+b$ ,$z=cy+d$, 那么z是x的线性函数,即 $z=acx+(ad+bc)$。
2.指数函数复合如果y是x的指数函数,即$y=a^x$,z是y的指数函数,即$z=a^y$,那么z是x的指数函数,即$z=a^{a^x}$。
3.对数函数复合如果y是x的对数函数,即 $y=\log_a(x)$ ,z是y的对数函数,即 $z=\log_a(y)$ ,那么z是x的对数函数,即$z=\log_a(\log_a(x))$。
4.幂函数复合5.反三角函数复合如果y是x的反三角函数,即 $y=\sin^{-1}(x)$ ,z是y的反三角函数,即 $z=\sin^{-1}(y)$ ,那么z是x的反三角函数,即$z=\sin^{-1}(\sin^{-1}(x))$。
6.反双曲函数复合如果y是x的反双曲函数,即 $y=\sinh^{-1}(x)$ ,z是y的反双曲函数,即 $z=\sinh^{-1}(y)$ ,那么z是x的反双曲函数,即$z=\sinh^{-1}(\sinh^{-1}(x))$。
7.三角函数复合如果y是x的三角函数,即 $y=\sin(x)$ ,z是y的三角函数,即$z=\sin(y)$ ,那么z是x的三角函数,即 $z=\sin(\sin(x))$。
8.双曲函数复合如果y是x的双曲函数,即 $y=\sinh(x)$ ,z是y的双曲函数,即$z=\sinh(y)$ ,那么z是x的双曲函数,即 $z=\sinh(\sinh(x))$。
9.反函数复合如果y是x的反函数,即$y=f^{-1}(x)$,z是y的反函数,即$z=f^{-1}(y)$,那么z是x的反函数,即$z=f^{-1}(f^{-1}(x))$。
复合函数求导怎么求
复合函数求导的方法
复合函数在微积分中起着至关重要的作用,而求复合函数的导数也是微积分学习中的基础知识之一。
对于复合函数的导数求解,我们可以采取以下方法:
1. 链式法则
链式法则是求解复合函数导数的基本方法。
假设有复合函数y=y(y(y)),其中y(y)和y(y)均可导,则有:
$$ \\frac{dy}{dx} = \\frac{dy}{du} \\cdot \\frac{du}{dx} $$
其中 $\\frac{dy}{du}$ 表示对y求导,$\\frac{du}{dx}$ 表示对y求导。
通过链式法则,我们可以将复杂的复合函数导数求解简化为分段求导的过程。
2. 实际案例演练
为了更好地理解复合函数求导的过程,我们可以通过实际案例演练来加深印象。
例如,考虑函数y=(3y2+2y)5,我们需要首先将其分解为y=(3y2+2y)和y=y5,然后分别对y和y求导,最终应用链式法则来求解整个函数的导数。
3. 注意事项
在进行复合函数求导时,需要注意以下几点:
•仔细分解函数为内函数和外函数,确保使用链式法则时不会出错;
•考虑复合函数的导数会涉及多次求导,确保每一步的求导都是正确的;
•当函数过于复杂时,可以采取分步求导的方式,逐步简化求解过程。
结语
复合函数求导是微积分学习中的基础内容,通过掌握链式
法则等方法,可以高效地求解复杂函数的导数。
在实际应用中,复合函数求导也常常用于解决各种实际问题,帮助我们更好地理解函数之间的关系和变化规律。
希望本文提供的方法和实例能够帮助读者更好地理解和应用复合函数求导的知识。
复合函数求导公式
复合函数求导公式一、复合函数的导数定义假设y=f(u),u=g(x)都是可导函数,则复合函数y=f(g(x))也是可导函数。
复合函数的导数定义如下:dy/dx = dy/du * du/dx其中dy/du表示y关于u的导数,du/dx表示u关于x的导数。
二、链式法则链式法则是复合函数求导的重要工具,它表明复合函数的导数等于内外导数的积。
链式法则的数学表示如下:d(f(g(x)))/dx = f'(g(x)) * g'(x)其中f'(g(x))是f对于g(x)的导数,g'(x)是g对于x的导数。
三、基本公式1.复合函数的求导公式【公式1】(f(g(x))'=f'(g(x))*g'(x)【例题1】计算函数y=sin(x^2)的导数。
解:我们将y=sin(u)和u=x^2,那么y=sin(g(x))。
根据链式法则:dy/dx = dy/du * du/dx= cos(u) * 2x所以,函数y=sin(x^2)的导数为2x * cos(x^2)。
【例题2】计算函数y=(3x^2+2x+1)^3的导数。
解:我们将y=u^3和u=3x^2+2x+1,那么y=(g(x))^3、根据链式法则:dy/dx = dy/du * du/dx=3u^2*(6x+2)=3(3x^2+2x+1)^2*(6x+2)所以,函数y=(3x^2+2x+1)^3的导数为3(3x^2+2x+1)^2*(6x+2)。
2.反函数的导数公式如果y=f(g(x)),且g(x)与f(x)互为反函数,则有:dy/dx = 1 / (dx/dy)其中dx/dy表示g(x)对于x的导数。
【例题3】计算函数y=ln(sin(x))的导数。
解:将y=ln(u)和u=sin(x),那么y=ln(g(x))。
根据反函数的导数公式:dy/dx = 1 / (dx/dy)= 1 / (d(sin(x))/dx)所以,函数y=ln(sin(x))的导数为1 / (cos(x))。
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练习 求下列函数的导数
( A)1.y e2x sin 3x
解:y (e2x )sin 3x e2x (sin 3x)
e2x (2x)sin 3x e2x cos3x(3x)
2e2x sin 3x 3e2x cos3x
1
( A)2.y e x e x2
1
【解析】
(2) y sin3 x sin x3
(2) y (x sin2 x)4 解 :y 4(x sin 2 x)3 (x sin 2 x)
4(x sin 2 x)3[x (sin 2 x)] 4(x sin 2 x)3[1 2sin x(sin x)] 4(x sin 2 x)3 (1 2sin x cos x) 4(x sin 2 x)3 (1 sin 2x)
二、讲授新课:
1.复合函数的概念:
对于函数y f ((x)), 令u (x),
若y f (u)是中间变量u的函数,
u (x)是自变量x的函数,则称 y f ((x))是自变量x的复合函数.
09:08:50
练习1
指出下列函数是怎样复合而成:
(1) y sin 2x;
(3)y sin( x )(其中,均为常数)
解:(1)函数y sin( x )可以看作函数y sin u和 u x 的复合函数。根据复合函数求导法则有
yx ' yu '•ux '
(sin u)'•(x )' cosu cos(x )
解:y
(ln
x3) [(ln
x)3 ]
1 x3
(x3) 3(ln
x)2 (ln
x)
1 x3
3x2
3(ln
x)2
1 x
3 3 (ln x)2 3 [1 (ln x)2 ]
xx
x
(B) 例12 求下列函数的导数
(1) y (5x2 4)3 则 u 1 x2
因为
yu
1 u
,
u
x
2x,
所以
y
x
yu
u
x
1 u
(2x)
2x x2 1
(A) 例3 求函数 y cos2 x 的导
数
解:设 y u2
u cos x
因为 yu 2u,ux sin x
所以
y
x
答案:
(1) y
(2ax b)3 ax2 bx 3(ax2 bx c)
c
(2) y
(1
2x 2x2) 1
2x2
(3) y
(5) 1 b
1
(
x5
x
2 9
1
)2
2
sinbx
1
(2a
(5x4
2
x
7 2
)
9
b)sin(2a b)x
1(4()2a13b)5s((in63(xx2a74b)))42x.
(B) 例8 求 y sin 2 x3 的导数
解: y'={[sin(x3)]2}' =2sin(x3) [sin(x3)]' =2sin(x3) cos(x3) (x3)' =2sin(x3) cos(x3) 3x2 =6x2sin(x3) cos(x3)
(B) 例9 求 y ln sin 4x 的导数
1) 1 (x2 2
1 (x 1)( 2
x(x 1)
1
1) 2
(x2
1)
x2
1
1) 2
2x
2x2 x 1
x2 1
x2 1
(C)4.y sin 2x
1 cos2x
解:
y
2sin x cosx 11 2sin2 x
c os x sin x
cot x
y (cotx) csc2 x
解:y (5x2 4)(1 x) 3 (5x 2 4)[(1 x) 3 ]
10 x(1
1
x) 3
(5x 2
4)
1 (1
2
x) 3
(1)
3
10x3 1 x 1 (5x2 4) 1 .
3
3 (1 x)2
例1 求下列函数的导数
(1) y 1 (2 5x)10 x
1.2.3复合函数求导
我们今后可以直接使用的基本初等函数的导数 公式
公式1.若f (x) c,则f '(x) 0;
公式2.若f (x) xa , 则f '(x) axa1;
公式3.若f (x) sin x, 则f '(x) cos x;
公式4.若f (x) cos x,则f '(x) sin x;
y sin u, u 2x
(2) y 3x2 x 1; (3) y cos(sin x); (4) y (a bxn )m; (5) y sin(1 1 ).
x
y u, u 3x2 x 1
y cos u, u sin x
y um, u a bxn.
2 3
[1
(ln
2
x)]
yx ' yu '•ux ' (u2)'•(2x 3)' 4u 8x 12
(2) y e0.05x1
解:(1)函数y e0.05x1可以看作函数y eu和 u 0.05x 1的复合函数。根据复合函数求导法则有
yx ' yu '•ux ' (eu )'•(0.05x 1)' 0.05eu 0.05e0.05x1
公式5.若f (x) a x ,则f '(x) a x ln a(a 0);
公式6.若f (x) ex ,则f '(x) ex ;
公式7.若f
(x)
log a
x, 则f
'( x)
1 x ln a
(a
0, 且a
1);
公式8.若f (x) ln x,则f '(x) 1 ; x
1、法则可以推广到两个以上的中间变量; 2、求复合函数的导数,关键在于分清函数的复合关系,合理选定 中间变量,明确求导过程中每次是哪个变量相对于哪个变量求导.
例4 求下列函数的导数
(1) y (2x 3)2
解:(1)函数y (2x 3)2可以看作函数y u2和 u 2x 3的复合函数。根据复合函数求导法则有
解: y'={ln[sin(4x)]}'
=
1 sin 4x
[sin(4x)]
='
1 cos(4x)(4x) '
sin 4x
4
= sin 4xcos(4x) 4cot4x
(C)4. y 3 1 ln 2 x
解:
y
1
(1
ln
2
1 1
x) 3
(1
ln
2
x)
3
1
(1
ln
2
x)
二、举例
(A) 例1 求函数 y (3x 2)5 的导数
解:设 y u5
则 u 3x 2,
因为 yu 5u 4 , ux 3, 所以 yx yu ux 5u4 3 5(3x 2)4 3 15(3x 2)4
(B) 例2 求函数 y ln(1 x2 ) 的导数
(2) y sin2 x 1 cos x
解: 因为 y sin 2 x 1 cos2 x 1 cos x 1 cos x 1 cos x
所以 y sin x
(3)
y ln 1 x x 1
解:因为 y ln 1 x 1 [ln(1 x) ln(x 1)] x 1 2
法则3:两个函数的商的导数,等于第一个函数的导数
乘第二个函数,减去第一个函数乘第二个函数的导数 ,
再除以第二个函数的平方.即:
f (x)
g(x)
f
(
x)
g
(x) f (
g ( x)2
x)
g
(
x)
(
g
(
x)
0)
思考?如何求函数 y lnx 2
的导函数:
(3) y [ f (sin2 x) f (cos2 x)] f (sin2 x)(sin2 x) f (cos2 x)(cos2 x) f (sin2 x) 2sin x cos x f (cos2 x) 2cos x( sin x) sin2x[ f (sin2 x) f (cos2 x)].
yu
u
x
2u(sin x) 2cosxsin x sin 2x
( A)2、求y ln sin x的导数
解: y ln u, u sin x
yx yu ux (ln u)u (sin x)x
1 cosx 1 cosx cotx
2
4
4
三、例题选讲:
例2: 设f(x)可导,求下列函数的导数: