微积分求导法则

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求导法则及基本求导公式

求导法则及基本求导公式

求导法则及基本求导公式求导法则是微积分中的重要内容,用于求解函数的导数。

通过求导法则,我们可以将复杂的函数求导问题转化为简单的计算问题。

本文将介绍常见的求导法则及基本求导公式。

1.基本求导公式:(1)常数函数求导公式:如果f(x)=C(C是常数),那么f'(x)=0。

(2)幂函数求导公式:如果f(x) = x^n (n是实数),那么f'(x) = nx^(n-1)。

其中,对于n不等于1的情况,需要注意一点:如果n是一个整数,那么求导过程中,指数函数仍然满足乘法法则,即令n作为常数处理;如果n是一个实数但不是整数,那么求导过程中,必须使用指数函数的导数公式。

(3)指数函数和对数函数求导公式:(a)指数函数求导公式:如果f(x) = a^x (a>0,且不等于1),那么f'(x) = ln(a) * a^x。

(b)自然对数函数求导公式:如果f(x) = ln(x),那么f'(x) = 1/x。

(4)三角函数求导公式:(a)正弦函数求导公式:如果f(x) = sin(x),那么f'(x) =cos(x)。

(b)余弦函数求导公式:如果f(x) = cos(x),那么f'(x) = -sin(x)。

(c)正切函数求导公式:如果f(x) = tan(x),那么f'(x) =sec^2(x)。

2.求导法则:(1)和差法则:如果f(x)=g(x)+h(x),那么f'(x)=g'(x)+h'(x)。

同样地,对于减法来说,如果f(x)=g(x)-h(x),那么f'(x)=g'(x)-h'(x)。

(2)乘法法则:如果f(x)=g(x)*h(x),那么f'(x)=g'(x)*h(x)+g(x)*h'(x)。

(3)除法法则:如果f(x)=g(x)/h(x),那么f'(x)=(g'(x)*h(x)-g(x)*h'(x))/(h(x))^2(4)复合函数求导法则(链式法则):如果f(x)=g(h(x)),那么f'(x)=g'(h(x))*h'(x)。

大学数学微积分第16讲《求导法则》课件

大学数学微积分第16讲《求导法则》课件
高等院校非数学类本科数学课程
大 学 数 学(一)
—— 一元微积分学
第十六讲 求导法则
第四章 一元函数的导数与微分
本章学习要求: ▪ 理解导数和微分的概念。熟悉导数的几何意义以及函数的可
导、可微、连续之间的关系。 ▪ 熟悉一阶微分形式不变性。 ▪ 熟悉导数和微分的运算法则,能熟练运用求导的基本公式、
例6 设 y a0 xn a1xn1 an1x2 an1x an,
求 y。
解 由和的求导公式
y (a0 xn ) (a1xn1) (an2 x2 ) (an1x) (an )
a0n xn1 a1(n 1)xn2 an2 2x an1
通常说, 多项式的导数仍是多项式, 其次 数降低一次, 系数相应改变.
1 x2
y arctanx, ( x ), 求y。
例17
解 它是 x tan y , y ( , )的反函数,
22
且 x tan y 满足定理的条件,
又 (tan y) 1 tan2 y 0

y
(arctan
x)
1 (tan
y)
1
1 tan 2
y
1 1 x2
x ( , )
(arctan
又 x cos y 在 (0, ) 内单调、连续、可导, 且
d x (cos y) sin y 0 dy
故 y (arccos x) d y 1 1
d x d x (cos y) dy
1 1
1
sin y
1 cos2 y
1 x2
(1 x 1)
(arccos x) 1
(1 x 1)
x 等价无穷小替代
lim
ln 1

常用微积分式导数公式

常用微积分式导数公式

常用微积分式导数公式微积分是数学中的一个重要分支,它研究函数的变化率和积分等。

函数的导数是微积分中的重要概念之一,它表示函数在其中一点上的变化率,也可以理解为函数曲线上其中一点的切线斜率。

式导数是求函数的导数的过程,是微积分中的基本运算之一、下面是常用的微积分式导数公式。

1.一元函数的导数公式:- 常数函数的导数为0:d(c) / dx = 0,其中c为常数。

- 幂函数的导数:d(x^n) / dx = nx^(n-1),其中n为实数,x为自变量。

- 指数函数的导数:d(e^x) / dx = e^x,其中e为自然对数的底数。

- 对数函数的导数:d(ln(x)) / dx = 1 / x,其中ln表示自然对数。

-三角函数的导数:- d(sin(x)) / dx = cos(x)- d(cos(x)) / dx = -sin(x)- d(tan(x)) / dx = sec^2(x)- d(cot(x)) / dx = -csc^2(x)- d(sec(x)) / dx = sec(x) * tan(x)- d(csc(x)) / dx = -csc(x) * cot(x)2.复合函数的导数规则:- 链式法则:若y = f(u)和u = g(x)都是可导函数,则d(y) / dx= d(y) / du * d(u) / dx。

- 乘积法则:若y = u * v,则d(y) / dx = u * d(v) / dx + v *d(u) / dx。

- 商规则:若y = u / v,则d(y) / dx = (v * d(u) / dx - u *d(v) / dx) / v^23.高阶导数公式:- 若y = f(x)是可导函数,则它的n阶导数可以表示为d^n(y) /dx^n。

- 幂函数的n阶导数:d^n(x^n) / dx^n = n!,其中n!表示n的阶乘。

- 指数函数的n阶导数:d^n(e^x) / dx^n = e^x,其中e为自然对数的底数。

微积分技巧总结

微积分技巧总结

微积分技巧总结微积分是数学中的重要分支,涵盖了求导、积分、微分方程等内容。

掌握微积分技巧对于解决实际问题和理解数学概念至关重要。

本文将总结一些常用的微积分技巧,帮助读者提升微积分的应用能力。

一、导数求解技巧1.1 基本求导法则求导是微积分中的基本操作,掌握基本求导法则能够方便快速地求解导数。

常用的基本求导法则包括:- 常数法则:常数的导数为0;- 幂函数法则:对于幂函数f(x) = x^n,其中n为常数,导函数为f'(x) = nx^(n-1);- 指数函数法则:对于指数函数f(x) = a^x,其中a为常数且a>0,导函数为f'(x) = a^x * ln(a);- 对数函数法则:对于对数函数f(x) = log_a(x),其中a为常数且a>0,导函数为f'(x) = 1/(x * ln(a))。

1.2 链式法则链式法则是多个函数复合时求导的方法。

若函数y = f(g(x)),其中f和g都可导,则y对x的导数为y' = f'(g(x)) * g'(x)。

链式法则在解决复杂函数求导时非常有用。

1.3 高阶导数高阶导数是指对一个函数多次求导得到的导数。

常用的求高阶导数的方法包括应用基本求导法则和链式法则,通过多次迭代求得。

高阶导数可以帮助我们研究函数的性质和变化趋势,是微积分中重要的概念。

二、积分求解技巧2.1 不定积分不定积分是求函数的原函数的过程。

常用的不定积分法则包括:- 幂函数的积分法则:对于幂函数f(x) = x^n,其中n不等于-1,积分结果为F(x) = (1/(n+1)) * x^(n+1);- 正弦函数和余弦函数的积分法则:正弦函数的积分结果为-F(x) = -cos(x),余弦函数的积分结果为F(x) = sin(x);- 指数函数和对数函数的积分法则:指数函数的积分结果为F(x) = (1/ln(a)) * a^x,对数函数的积分结果为F(x) = x * ln(x) - x。

函数导数四则运算法则

函数导数四则运算法则

函数导数四则运算法则
函数导数的四则运算法则是指当对函数的四则运算时,其导数的运算规则。

函数导数四则运算法则是微积分中的一个重要概念,在进行函数的计算时,以及在实际应用中,都有着重要的作用。

函数导数四则运算法则一共有四条,分别是:
1、加法法则:如果f(x)和g(x)是两个函数,那么它们的
和的导数是:f'(x)+g'(x)。

2、减法法则:如果f(x)和g(x)是两个函数,那么它们的
差的导数是:f'(x)-g'(x)。

3、乘法法则:如果f(x)和g(x)是两个函数,那么它们的
积的导数是:f(x)g'(x)+g(x)f'(x)。

4、除法法则:如果f(x)和g(x)是两个函数,那么它们的
商的导数是:[f'(x)g(x)-f(x)g'(x)]/[g(x)]^
2。

这四条函数导数四则运算法则也就是所谓的求导法则,是在函数求导中常用到的,它们分别表示了当函数进行加减乘除运算时,其导数的计算方法。

这些法则可以帮助我们更加简便、快速地求出函数的导数,从而解决函数求导中的问题。

函数导数的四则运算法则在实际应用中也有着重要的作用,比如在机器研究中,梯度下降法就使用了这些法则,它可以用来求解机器研究的复杂优化问题;此外,它还可以应用于统计学中的概率论,例如统计推断中的梯度下降法也使用了函数导数四则运算法则。

总之,函数导数四则运算法则是微积分中的一个重要概念,在数学计算、实际应用等方面都有着重要的作用,因此,研究这些法则也是十分重要的。

常见求导法则

常见求导法则

常见求导法则
求导法则是微积分中必须要了解的知识点。

通过求导可以求出一个函数在某一点上的斜率,从而用于求解函数图像的性质和解决最值问题。

下面将介绍常见的求导法则。

1. 取常数:
若y=k(k为常数),则y’=0。

说明:常数的导数为零,因为常数不随自变量x而变化。

2. 幂函数:
说明:幂函数的导数等于幂次减1,再乘以x的n-1次幂。

例如:y=x^2,则y’=2x;y=x^3,则y’=3x^2。

若y=a^x(a>0且a不等于1),则y’=lna*a^x。

说明:指数函数的导数等于a的自然对数lna与a的x次幂的积。

例如:y=log2^x,则y’=1/(xln2)。

5. 求和与差的导数:
若y=u(x)+v(x),则y’=u’(x)+v’(x)。

说明:求导后,和的导数等于各个函数导数之和,差的导数等于各个函数导数之差。

6. 乘积法则:
说明:求导后,乘积的导数等于第一个因子的导数与第二个因子的值相乘再加上第一个因子的值与第二个因子的导数相乘。

8. 复合函数的导数:
说明:复合函数的导数等于外函数f的导数与内函数g的导数的积。

以上就是一些常见的求导法则。

在实际的数学计算中,往往需要对不同的函数应用上述求导方法的组合,通过自己的不断练习,我们才能够熟练掌握这些常见的求导法则。

常用微积分式导数公式

常用微积分式导数公式

常用微积分式导数公式微积分是数学中重要的分支,它涉及到诸多的概念和公式。

其中导数是微积分的基本概念之一,它描述了函数的变化率。

在实际应用中,导数常常用于求解最优化问题、解微分方程、描述曲线的性质等等。

下面将介绍一些常用的微积分导数公式。

一、基本函数的导数公式:1.常数函数导数公式:如果c是一个常数,那么对于常数函数f(x)=c,它的导数为f'(x)=0。

2. 幂函数导数公式:对于幂函数f(x) = x^n,其中n是任意实数,它的导数为f'(x) = nx^(n-1)。

3. 指数函数导数公式:对于指数函数f(x) = a^x,其中a是一个正实数且a≠1,它的导数为f'(x) = a^x * ln(a)。

4. 对数函数导数公式:对于自然对数函数f(x) = ln(x),其中x>0,它的导数为f'(x) = 1/x。

5.三角函数导数公式:- 正弦函数的导数公式:f'(x) = cos(x)- 余弦函数的导数公式:f'(x) = -sin(x)- 正切函数的导数公式:f'(x) = sec^2(x)- 余切函数的导数公式:f'(x) = -csc^2(x)-反正弦函数的导数公式:f'(x)=1/√(1-x^2)-反余弦函数的导数公式:f'(x)=-1/√(1-x^2)-反正切函数的导数公式:f'(x)=1/(1+x^2)-反余切函数的导数公式:f'(x)=-1/(1+x^2)二、基本运算法则:1. 变量替换法则:如果y=f(u),且u=g(x)是可导函数,那么由链式法则可得dy/dx = (dy/du)*(du/dx)。

2.和、差、积法则:-和差法则:[f(x)±g(x)]'=f'(x)±g'(x)-积法则:[f(x)g(x)]'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)3.乘幂法则:[f(x)^n]'=n*f'(x)*f(x)^(n-1)。

导数的计算方法总结

导数的计算方法总结

导数的计算方法总结导数是微积分中的重要概念,用于描述函数在某一点的变化率。

下面是导数的计算方法的总结:1. 通过定义计算导数:导数的定义是函数在某一点的极限,可以用以下公式表示:f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) f(x)] / h.其中,f'(x)表示函数f(x)在点x处的导数。

2. 基本导数法则:常数规则,如果f(x)是常数c,那么f'(x) = 0。

幂函数规则,如果f(x) = x^n,其中n是实数常数,那么f'(x) = nx^(n-1)。

和差法则,如果f(x)和g(x)都是可导函数,那么(f+g)'(x) = f'(x) + g'(x)。

乘法法则,如果f(x)和g(x)都是可导函数,那么(fg)'(x) = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)。

商法则,如果f(x)和g(x)都是可导函数,且g(x)≠0,那么(f/g)'(x) = [f'(x)g(x) f(x)g'(x)] / [g(x)]^2。

3. 链式法则:链式法则适用于复合函数的导数计算。

如果y = f(g(x)),其中f和g都是可导函数,那么y对x的导数可以通过以下公式计算:dy/dx = f'(g(x)) g'(x)。

4. 高阶导数,导数的导数称为高阶导数。

一阶导数是函数的斜率,二阶导数是函数的曲率。

高阶导数可以通过连续应用导数的定义和法则来计算。

5. 隐函数求导,当函数无法直接表示为y = f(x)的形式时,可以使用隐函数求导方法来计算导数。

6. 参数方程求导,对于参数方程x = f(t)和y = g(t),可以通过对x和y同时关于t求导来计算参数方程的导数。

以上是导数的计算方法的总结,这些方法可以帮助我们计算函数在特定点的导数,进而了解函数的变化趋势和性质。

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可推广到任意有限项的情形.
(2) (uv)′ = u′v + u v′
证: 设 f (x) = u(x)v(x) , 则有
f (x + h) − f (x) u(x + h)v(x + h) − u(x)v(x) f ′(x) = lim = lim h→0 h→0 h h
u(x + h) −u(x) v(x + h) + u(x) v(x + h) − v(x) = lim h→0 h h

例2. 求证
′ sin x (sin x)′ cos x − sin x (cos x)′ 证: (tan x)′ = = cos 2 x cos x
cos x + sin2 x = sec2 x = 2 cos x
2
′ 1 −(cos x)′ = sinx (sec x)′ = = 2 cos2 x cosx cos x
注:此法则可推广到多个中间变量的情形. :此法则可推广到多个中间变量的情形. 例如,
y
dy dy d u dv = ⋅ ⋅ dx d u dv dx
u v x
= f ′(u) ⋅ϕ′(v) ⋅ψ′(x)
关键: 搞清复合函数结构, 由外向内逐层求导.
例4. 求下列各函数的导数. 求下列各函数的导数. 解:
= f ′( ln cos(ex ) )⋅ [−ex tan( ex )]
含义不同
f ′(u) u=lncos(ex )
例12. 设下列各函数的导数
(1) y = f [ f (sin x)] ; (2) y = f (ln x)e f (x) .
解:(1) y′ = f ′[ f (sin x)] ⋅ f ′(sin x) ⋅ cos x
1 f (x) (2) y′ = f ′(ln x) ⋅ ⋅e + f (ln x) ⋅ e f ( x) ⋅ f ′(x) (x x
四、小结
1. 基本初等函数的导数
(C)′ = 0 (sin x)′ = cos x (tanx)′ = sec2 x (secx)′ = sec xtan x (ax )′ = ax ln a
u ′ u′v − u v′ (3) ( ) = 2 v v u( x) 证: 设 f (x) = v( x) , 则有
u(x + h) u(x) − f (x + h) − f (x) v(x + h) v(x) f ′(x) = lim = lim h→0 h→0 h h
v(x + h) − v(x) u(x + h) − u(x) v(x) − u(x) h h
1 x x −1
2
2 sin x2arctan x2 −1 = 2xcos x e
+
e
sin x2
关键: 关键 看清函数结构
x +1 − x −1 求 ′ , y. 例7. y = x +1 + x −1
2x − 2 x −1 = x − x2 −1 解: Q y = 2 1 x ∴ y′ =1 − ⋅ (2x) =1− 2 x2 −1 x2 −1
第二节 函数的求导法则
一、四则运算求导法则 二、反函数的求导法则 三、复合函数求导法则 四、小结
第二章
已有的求导公式
(C )′ = 0
( sin x )′ = cos x
(cos x)′ = −sin x 1 ( ln x )′ = x
(x )′ = α x
α
α−1
一、四则运算求导法则
定理1. 定理 则 的和、 积、 (除分母 差、 商 为 0的点外) 都在点 x 可导, 且
2) 设 y = a (a > 0 , a ≠ 1) , 则 x = loga y , y ∈( 0 , + ∞)
x
1 = = (loga y)′
1
1 yln aຫໍສະໝຸດ = yln a特别当 a = e 时, ( ex )′ = ex 小结: 小结
( arcsin x)′ = ( arctan x)′ =
2
例8. 设 y = x
aa
+a
xa
+ a (a > 0),求 y′.
ax
解: y′ = a x
a aa −1
⋅ axa−1 + a ln a
xa
+ a ln a⋅ ax ln a
ax
例9. 求下列导数
解: (1) (x )′ = (e
µ
µ ln x
)′
= µ xµ−1
⋅ (µ ln x)′

x
µ
证: 在 x 处给增量 ∆x ≠ 0, 由反函数的单调性知
例3. 求反三角函数及指数函数的导数. 求反三角函数及指数函数的导数. 解: 1) 设 则
∴ cos y > 0 , 则
y ∈(− , ) , 2 2
1 1− sin y
2
π π
1 = = (sin y)′ cos y
利用 π arccos x = − arcsin x 2 类似可求得
∆f (x) = A ⇔ f (x)∆uA+α , 其 lim α = 0 y ∆u lim = f ′(u) +α = (∆x ≠ 0) 中 故有 x→x0 x→x0 ∆x ∆x ∆x dy ∆y = f ′(u)g′(x) ∴ = lim = lim d x ∆x→0 ∆x ∆x→0
x
′ = (ex ln x )′ (2) (x )
⋅ (xln x)′
= x (ln x +1)
x
例10. 设 解:

例11. 设 解:

1 = ⋅ (−sin(ex )) ⋅ ex cos(ex ) = −ex tan(ex )

f (lncos(ex )) 的导数. 存在 , 求
df = f ′( ln cos(ex ) ) ⋅ (ln cos(ex ))′ dx
3
解: y′ =(
x )′( x − 4cos x − sin1)
3
( x3 − 4cos x − sin1)′ + x
= 1 2 x ( x − 4cos x − sin1) + x ( 3 x2 + 4sin x)
3
1 y′ x=1 = (1− 4cos1− sin1) + (3+ 4sin1) 2 7 7 = + sin1− 2cos1 2 2
= sec x tan x
类似可证: (cot x)′ = −csc2 x , (csc x)′ = −csc xco t x .
二、反函数的求导法则
定理2. 定理 设 y = f (x)为x = f
−1
( y) 的 函 , f −1( y) 在 反 数
且 [ f −1( y)]′ ≠ 0,则有 y 的某邻域内单调可导,
(v(x) ≠ 0)
(1) (u ± v)′ = u′ ± v′ 证: 设 f (x) = u(x) ± v(x) , 则
f (x + h) − f (x) f ′(x) = lim h→0 h [ u(x + h) ± v(x + h) ] −[ u(x) ± v(x) ] = lim h→0 h u(x + h) − u(x) v(x + h) − v(x) = lim ± lim h→0 h→0 h h = u′(x) ± v′(x) 故结论成立.
= lim h→0 v(x + h)v(x) u′(xuv(xv(xu(x) v′(x) ± ) (x)) − ) = 故结论成立. 2 u(x + h)v(x) −u(v )(x) + h) x v(x C ′ − C v′ h 推论: ( ) ( 推论 v(x + h) v=x) 2 ( C为常数 ) v v
1
=
x + x2 +1 1
⋅ ( 1+
⋅ 2x 2 x +1
2
1
)
x2 +1
例5. 设

解:
例6. y = e 解:
sin x2
arctan x −1 , 求
2
y′ .
y′ = (e
sin x2
⋅ cos x2 ⋅ 2x) arctan x2 −1 1 sin x2 1 ⋅ ⋅ 2x ) +e ( 2 x 2 x2 −1
1 f ′(x) = −1 [ f ( y)]′
y= f ( x)
∆y 1 ∆y = f (x + ∆x) − f (x) ≠ 0, ∴ = ∆x ∆x ∆y 且由反函数的连续性知 ∆x →0 时 有∆y →0, 因此 必 ∆y 1 f ′(x) = lim = lim = 1 −1 ∆x→0 ∆x ∆y→0 ∆x [ f ( y)]′ ∆y
1 (loga x)′ = xln a 1
(x )′ = µ x (cos x)′ = − sin x (cot x)′ = − csc2 x (cscx)′ = − csc xcot x (ex )′ = ex
1 (lnx)′ = x
µ
µ−1
(arcsinx)′ =
1− x 1 (arctanx)′ = 1+ x2
= u′(x)v(x) + u(x)v′(x)
故结论成立.
推论: 推论 1) (Cu )′ = Cu′ ( C为常数 )
2) ( uvw)′ = u′vw+ uv′w+ uvw′ ′ ln x = 1 3) ( loga x )′ = ln a xln a
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