复合函数求导法则及其应用
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复合函数洛必达法则复合函数洛必达法则是微积分中的一种重要工具,用于求解一些特殊类型的极限。
在本文中,我们将深入探讨复合函数洛必达法则的原理和应用,并从简单的例子开始逐步展开,帮助读者全面理解这一概念。
一、复合函数洛必达法则的原理复合函数是由多个函数组合而成的新函数,而极限是在一个趋近某一点的过程中,函数值的趋近情况。
当我们遇到计算复合函数的极限时,常常会遇到无穷大除无穷大、零除零等形式,此时可以运用洛必达法则解决这些难题。
洛必达法则基于导数的性质,特别是导函数的极限性质。
其原理可以概括为以下几点:1. 当两个函数的极限都存在或都趋于无穷大(包括正无穷大和负无穷大)时,如果两个函数的导函数的极限存在或趋于无穷大,那么原函数的极限也存在或趋于相同的值。
2. 当两个函数的极限都是无穷小时,如果两个函数的导函数的极限存在或趋于一个非零常数,那么原函数的极限也存在或趋于相同的值。
3. 当两个函数的极限都是无穷小时,如果两个函数的导函数的极限不存在或趋于零,那么原函数的极限可能不存在或无法确定。
二、复合函数洛必达法则的应用举例为了更好地理解复合函数洛必达法则,我们将从简单的例子开始逐步展开。
例1:计算极限lim(x->0) [(sinx)/x]这是一个非常经典的极限问题,可以利用洛必达法则来解决。
我们对函数f(x) = sinx和g(x) = x分别求导得到f'(x) = cosx和g'(x) = 1。
然后计算f'(x)/g'(x)即可得到原函数的极限:lim(x->0) [(sinx)/x] = lim(x->0) [cosx/1] = cos0 = 1例2:计算极限lim(x->∞) [x^2/e^x]对于这个例子,我们同样可以利用洛必达法则来解决。
对函数f(x) = x^2和g(x) = e^x分别求导得到f'(x) = 2x和g'(x) = e^x。
高中数学复合函数的求导规则及应用实例一、引言在高中数学中,复合函数是一个重要的概念。
它是由两个或多个函数组合而成的函数,通过对复合函数的求导,可以帮助我们解决一些实际问题。
本文将介绍复合函数的求导规则,并通过实例来说明其应用。
二、复合函数的求导规则1. 链式法则复合函数的求导可以使用链式法则进行计算。
链式法则可以表示为:设函数y=f(u),u=g(x),则复合函数y=f(g(x))的导数可以表示为dy/dx=f'(u)g'(x)。
其中,f'(u)表示函数f(u)对u的导数,g'(x)表示函数g(x)对x的导数。
2. 基本导数公式在使用链式法则求导之前,我们需要掌握一些基本的导数公式。
例如,常数函数的导数为0,幂函数的导数为n*x^(n-1),指数函数的导数为a^x*ln(a)。
三、应用实例1. 实例一:求复合函数的导数考虑函数y=(2x+1)^3,我们需要求其导数。
首先,我们可以将函数表示为y=u^3,其中u=2x+1。
然后,对u求导得到u的导数为du/dx=2。
接下来,对y求导,根据链式法则,dy/dx=3u^2*du/dx=3(2x+1)^2*2=6(2x+1)^2。
2. 实例二:求复合函数的导数考虑函数y=sin(3x),我们需要求其导数。
首先,我们可以将函数表示为y=f(u),其中u=3x,f(u)=sin(u)。
然后,对u求导得到u的导数为du/dx=3。
接下来,对y求导,根据链式法则,dy/dx=f'(u)g'(x)=cos(u)*3=3cos(3x)。
四、总结通过本文的介绍,我们了解了复合函数的求导规则及其应用实例。
在求解复合函数的导数时,我们可以使用链式法则来简化计算过程。
通过掌握基本的导数公式,我们可以更加灵活地应用链式法则。
在实际问题中,复合函数的求导可以帮助我们解决一些复杂的数学问题,提高问题的解决效率。
五、应用建议对于高中学生和他们的父母来说,掌握复合函数的求导规则及其应用是非常重要的。
复合函数求导复合函数的求导是微积分中的重要内容,它利用链式法则来处理多个函数相互嵌套的情况。
链式法则是求导的一种规则,用于计算复合函数的导数。
下面我们将详细介绍链式法则及其应用。
1.链式法则的基本思想链式法则是基于导数的定义推导出来的一种计算方法。
对于两个函数f(x)和g(x),若它们都可导,则复合函数h(x)=f(g(x))也可导,并且有如下公式:h'(x)=f'(g(x))*g'(x)其中f'(g(x))表示函数f(x)在g(x)处的导数,g'(x)表示函数g(x)的导数。
简单来说,链式法则认为复合函数的导数等于外层函数对内层函数的导数乘以内层函数对自变量的导数。
2.链式法则的推导过程为了更好地理解链式法则,我们以一个具体的例子来推导。
设有函数 y = f(u) 和 u = g(x),其中 y 是因变量,u 是中间变量,x 是自变量。
我们的目标是求解复合函数 y = f(g(x)) 的导数 dy/dx。
根据导数的定义,dy/dx 表示当 x 发生微小变化 dx 时,y 发生的对应变化 dy。
我们可以通过函数之间的关系进行推导。
将u=g(x)代入f(u)中,得到y=f(g(x)),这里的y是u和x的函数,即y=f(u(x))。
我们可以写成链式形式:根据导数的定义,上式中的 dy/du 表示当 u 发生微小变化 du 时,y 对应的变化 dy,即 f(u+du) - f(u)。
同样地,du/dx 表示当 x 发生微小变化 dx 时,u 对应的变化 du,即 g(x+dx) - g(x)。
将上述两个变化代入原式中,得到:dy/dx = (f(u+du) - f(u)) / (g(x+dx) - g(x))若 dx 趋近于 0,du 也趋近于 0,则上式可以表示成:dy/dx = lim(du -> 0, dx -> 0) [(f(u+du) - f(u)) / (g(x+dx) - g(x))]利用极限的性质,我们可以将上式进一步化简为:dy/dx = (df/du) * (dg/dx)其中 df/du 表示函数 f(u) 在 u 处的导数,dg/dx 表示函数 g(x) 在 x 处的导数。
复合函数导数公式及运算法则1.基本公式:设有两个函数$f(x)$和$g(x)$,它们的复合函数为$h(x)=f(g(x))$。
那么$h(x)$的导数可以表示为:$$\frac{{dh}}{{dx}} = \frac{{df}}{{dg}} \cdot\frac{{dg}}{{dx}}$$或者可以写成简洁的形式:$$h'(x) = f'(g(x)) \cdot g'(x)$$这个公式是复合函数导数的基本公式,也是后续运算法则的基础。
2.反函数法则:设有函数$y=f(x)$,如果$f(x)$的反函数存在且可导,那么反函数$f^{-1}(x)$的导数可以表示为:$$(f^{-1})'(x) = \frac{1}{{f'(f^{-1}(x))}}$$3.乘积法则:设有两个函数$f(x)$和$g(x)$,它们的乘积为$h(x) = f(x) \cdot g(x)$。
那么$h(x)$的导数可以表示为:$$h'(x) = f'(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g'(x)$$这个公式可以直接应用于两个或多个函数的乘积的导数运算。
4.商法则:设有两个函数$f(x)$和$g(x)$,它们的商为$h(x) =\frac{{f(x)}}{{g(x)}}$。
那么$h(x)$的导数可以表示为:$$h'(x) = \frac{{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdotg'(x)}}{{(g(x))^2}}$$这个公式可以用于计算两个函数的商的导数。
5.复合函数的高阶导数:复合函数的高阶导数是指对复合函数进行多次求导的结果。
根据基本公式,我们可以计算复合函数的高阶导数。
例如,对于三次导数,我们可以应用基本公式三次,得到如下的表达式:$$h''(x) = [f'(g(x)) \cdot g'(x)]' = f''(g(x)) \cdot(g'(x))^2 + f'(g(x)) \cdot g''(x)$$类似地,我们可以计算更高阶的导数。
导数的四则运算与复合函数求导在微积分学中,导数是描述函数变化率的重要概念。
导数的四则运算和复合函数求导是微积分中的基本技巧,本文将重点介绍这两个内容。
一、导数的四则运算导数的四则运算包括常数倍法则、和差法则、乘积法则和商法则。
下面将逐一介绍这些法则的应用。
1. 常数倍法则设函数y=f(x),其中f(x)可导,k为常数,则有:(d/dx)(k·f(x)) = k·(d/dx)f(x)即常数倍法则指出,常数与函数的导数之间可以交换次序。
2. 和差法则对于可导函数f(x)和g(x),则有:(d/dx)(f(x) ± g(x)) = (d/dx)f(x) ± (d/dx)g(x)即和差法则指出,函数的求和或求差的导数等于各函数的导数的和或差。
3. 乘积法则对于可导函数f(x)和g(x),则有:(d/dx)(f(x) · g(x)) = f(x)·(d/dx)g(x) + g(x)·(d/dx)f(x)即乘积法则指出,函数的乘积的导数等于其中一个函数乘上另一个函数的导数,再加上另一个函数乘上第一个函数的导数。
4. 商法则对于可导函数f(x)和g(x),其中g(x) ≠ 0,则有:(d/dx)(f(x) / g(x)) = (g(x)·(d/dx)f(x) - f(x)·(d/dx)g(x)) / (g(x))^2即商法则指出,函数的商的导数等于分子的导数与分母的导数的差再除以分母平方。
二、复合函数求导当函数是由一个函数与另一个函数组合而成时,就称之为复合函数。
求解复合函数的导数需要运用链式法则。
1. 链式法则设函数y=g(f(x)),其中f(x)和g(x)都可导,则有:(d/dx)g(f(x)) = (dg/df)·(df/dx)即链式法则指出,复合函数的导数等于外层函数对内层函数求导的结果乘上内层函数对自变量求导的结果。
复合函数求导公式复合函数综合应用假设有函数y=f(u)和u=g(x),其中y是一个关于u的函数,u是一个关于x的函数。
我们希望求得y关于x的导数dy/dx。
首先,我们需要求得函数y关于u的导数dy/du。
这可以通过对函数f(u)求导得到。
假设f(u)的导数为df/du,则dy/du=df/du。
接下来,我们需要求得函数u关于x的导数du/dx。
这可以通过对函数g(x)求导得到。
假设g(x)的导数为dg/dx,则du/dx=dg/dx。
最后,我们可以通过链式法则来求得y关于x的导数dy/dx。
链式法则指出,如果z是一个关于u的函数,u是一个关于x的函数,则z关于x的导数dz/dx可以表示为dz/du乘以du/dx,即dz/dx=dz/du * du/dx。
将这个原理应用到我们的问题中,可以得到dy/dx=(dy/du)*(du/dx)。
代入我们之前求得的dy/du和du/dx,可以得到dy/dx=(df/du)*(dg/dx)。
这就是复合函数求导公式。
根据这个公式,我们可以求得复合函数关于自变量的导数。
下面,我们来看一个关于复合函数的综合应用问题。
假设有一个函数y=f(u)和u=g(x),其中f(u)和g(x)分别为:f(u)=2u^2+ug(x)=3x-1我们希望求得函数y关于x的导数dy/dx。
首先,我们可以求得函数y关于u的导数dy/du。
由于f(u) = 2u^2+ u,我们可以对f(u)求导,得到df/du = 4u + 1接下来,我们求得函数u关于x的导数du/dx。
由于g(x) = 3x - 1,我们可以对g(x)求导,得到dg/dx = 3最后,我们根据复合函数求导公式,可以得到dy/dx = (df/du) * (dg/dx) = (4u + 1) * 3这样,我们就求得了函数y关于x的导数dy/dx,即dy/dx = (4u + 1) * 3需要注意的是,我们还没求得u关于x的表达式。
学案解复合函数的求导法则与应用一、引言复合函数是高等数学中的重要概念之一,求导法则是求解复合函数导数的基本工具。
在本学案中,将详细介绍复合函数的求导法则以及其应用,以帮助学生理解并掌握这一知识点。
二、复合函数的求导法则复合函数的求导法则可以简单总结为链式法则。
设函数y=f(u)和u=g(x)都是可导函数,则复合函数y=f(g(x))也是可导函数,其导数可以表示为:dy/dx = dy/du * du/dx其中,dy/du表示函数f(u)关于u的导数,du/dx表示函数g(x)关于x 的导数。
三、复合函数求导法则的具体应用1. 基本类型在讲解复合函数求导法则的具体应用之前,首先介绍几个基本类型的复合函数求导。
(1)对常数函数与自身的复合设u=g(x)为可导函数,且c为常数,则复合函数y=f(c)的导数为0。
(2)对幂函数与自身的复合设u=g(x)为可导函数,且n为常数,则复合函数y=f(u^n)的导数为dy/du * du/dx = n*u^(n-1) * g'(x)。
(3)对指数函数与自身的复合设u=g(x)为可导函数,则复合函数y=f(a^u)的导数为dy/du * du/dx = ln(a)*a^u * g'(x)。
(4)对对数函数与自身的复合设u=g(x)为可导函数,则复合函数y=f(log_a(u))的导数为dy/du * du/dx = 1/(u*ln(a)) * g'(x)。
2. 特殊类型(1)复合函数中含有三角函数的情况设u=g(x)为可导函数,且y=f(u)=sin(u),则复合函数y=sin(g(x))的导数为dy/du * du/dx = cos(u) * g'(x)。
(2)复合函数中含有反三角函数的情况设u=g(x)为可导函数,且y=f(u)=arcsin(u),则复合函数y=arcsin(g(x))的导数为dy/du * du/dx = 1/sqrt(1-u^2) * g'(x)。
复合函数求导公式运算法则1. 基本公式:如果函数y=f(u)和u=g(x)都可导,则复合函数y=f(g(x))也可导,且导数为dy/dx=f'(u)·g'(x)。
2. 对数函数:对于自然对数函数y=ln(u),其中u是一个关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=1/u·du/dx。
3. 幂函数:对于幂函数y=u^n,其中u是关于自变量x的函数,n是常数,则其导数为dy/dx=n·u^(n-1)·du/dx。
4. 指数函数:对于指数函数y=a^u,其中a是常数,u是关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=a^u·ln(a)·du/dx。
5. 三角函数:对于三角函数y=f(u),其中u是关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=f'(u)·du/dx。
常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数等。
6. 反三角函数:对于反三角函数y=f(u),其中u是关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=1/f'(u)·du/dx。
常见的反三角函数包括反正弦函数、反余弦函数和反正切函数等。
7. 双曲函数:对于双曲函数y=f(u),其中u是关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=f'(u)·du/dx。
常见的双曲函数包括双曲正弦函数、双曲余弦函数和双曲正切函数等。
8. 反双曲函数:对于反双曲函数y=f(u),其中u是关于自变量x的函数,其导数为dy/dx=1/f'(u)·du/dx。
常见的反双曲函数包括反双曲正弦函数、反双曲余弦函数和反双曲正切函数等。
下面通过实际例子来说明复合函数求导公式的运算法则。
例子1:求函数y=(2x+1)^3的导数。
解:将y看作是外层函数f(u)=u^3,其中u=2x+1、根据链式法则,导数dy/dx=f'(u)·u'(x)。
导数的运算法则及基本公式应用一、常用的求导公式2 经过原点且与曲线y =59++x x 相切的方程是( ) A x +y =0或25x+y =0 B x -y =0或25x+y =0 C x +y =0或25x-y =0D x -y =0或25x-y =04 设f (x )=x (x +1)(x +2)…(x +n ),则f ′(0)=_________5 已知曲线C 1:y =x 2与C 2:y =-(x -2)2,直线l 与C 1、C 2都相切,求直线l 的方程 (2)y =31xx-例2 已知曲线C y =x 3-3x 2+2x ,直线l :y =kx ,且l 与C 切于点(x 0,y 0)(x 0≠0),求直线l 的方程及切点坐标解 由l 过原点,知k =x y (x 0≠0),点(x 0,y 0)在曲线C 上,y 0=x 03-3x 02+2x 0, ∴x y =x 02-3x 0+2 y ′=3x 2-6x +2,k =3x 02-6x 0+2 又k =x y ,∴3x 02-6x 0+2=x 02-3x 0+2 11.(),'()0;2.(),'();3.()sin ,'()cos ;4.()cos ,'()sin ;5.(),'()ln (0);6.(),'();17.()log ,'()(0,1);ln 8.n n x x x x a f x c f x f x x f x nx f x x f x x f x x f x x f x a f x a a a f x e f x e f x x f x a a x a-========-==>====>≠公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则且公式若1()ln ,'();f x x f x x==则2x 02-3x 0=0,∴x 0=0或x 0=23 由x ≠0,知x 0=23 ∴y 0=(23)3-3(23)2+2·23=-83∴k =00x y =-41 ∴l 方程y =-41x 切点(23,-83) 1.函数y =2)13(1-x 的导数是 A.3)13(6-x B.2)13(6-x C.-3)13(6-x D.-2)13(6-x 2.已知y =21sin2x +sin x ,那么y ′是 A.仅有最小值的奇函数 B.既有最大值,又有最小值的偶函数 C.仅有最大值的偶函数 D.非奇非偶函数 3.函数y =sin 3(3x +4π)的导数为 A.3sin 2(3x +4π)cos(3x +4π) B.9sin 2(3x +4π)cos(3x +4π)C.9sin 2(3x +4π)D.-9sin 2(3x +4π)cos(3x +4π)5.函数y =cos2x +sin x 的导数为A.-2sin2x +xx2cos B.2sin2x +xx 2cosC.-2sin2x +xx 2sin D.2sin2x -xx 2cos。
复合导数求导法则复合导数求导法则,是微积分课程中的一个重要内容,是在求一个函数的导数时,将该函数看作由两个或多个内部函数组合而成,通过对其内部函数求导计算得出该函数的导数。
本文将介绍复合导数的概念、计算方法和一些应用。
一、复合函数的概念复合函数是由两个或多个函数所组成的函数,其中一个函数的值域是另一个函数的定义域。
一般地,设函数y=f(u)在点u=g(x)处有定义,则符合函数h(x)=f[g(x)]在点x处有定义。
其中,g(x)为内函数,f(u)为外函数。
二、复合导数的定义复合函数的导数,又称链式法则,是指如果y=f[u(x)]是由一个内函数u(x)组成的外函数f(u),则y'(x)是给定函数在u(x)处的导数u'(x)和给定函数f(u)在u=u(x)处的导数f'(u(x))积的结果。
即,y'(x) = f'[u(x)] * u'(x)其中,u(x)是内函数,f(u)是外函数,f'(u(x))和u'(x)分别表示f(u)和u(x)在u=u(x)处的导数。
三、复合导数的求法的求解方法分为一元函数和多元函数两类。
(1) 一元函数的求法对于一元函数f(u),设其内函数为u=g(x),则复合函数h(x)=f[g(x)],其中,g(x)是内函数,f(g)=y是外函数。
则有:y' = f'(g)g'(x)其中,f’(g)是f(g)在g处的导数,g’(x)是g(x)在x处的导数。
(2) 多元函数的求法对于多元函数f(x,y),设其内函数为y=g(x),则复合函数h(x)=f[x,g(x)],其中,g(x)是内函数,f[x,g(x)]是外函数。
则有:h'(x) = fx(x,g(x))*1 + fy(x,g(x))*g'(x)其中,fx是f(x,y)对x的偏导数,fy是f(x,y)对y 的偏导数,g'(x)是g(x)对x的导数。
导数复合函数求导法则非常实用在我们学习数学的过程中,导数是一个非常重要的概念,而复合函数的求导法则更是解决许多导数问题的有力工具。
它不仅在理论上有着重要的地位,在实际应用中也发挥着巨大的作用。
首先,让我们来明确一下什么是复合函数。
简单来说,如果一个函数的自变量是另一个函数的输出值,那么这就构成了一个复合函数。
比如说,我们有函数 f(x) = x^2 和 g(x) = 2x + 1,那么 f(g(x))就是一个复合函数,即(2x + 1)^2。
那么,为什么我们需要专门的法则来求复合函数的导数呢?这是因为复合函数的结构相对复杂,如果我们只是简单地按照常规的求导方法去做,往往会陷入困境。
而复合函数求导法则就像是一把专门为打开这个难题之锁而打造的钥匙。
复合函数求导法则的核心公式是:若 y = F(G(x)),则 y' = F'(G(x)) G'(x)。
这个公式看起来可能有些抽象,但其实理解起来并不难。
我们可以把它想象成一个链条的传动过程。
G(x)是内部的环节,F(G(x))是外部的环节。
当内部的环节 G(x)发生微小的变化时,会引起外部环节 F(G(x))的变化。
而 G'(x)表示内部环节的变化率,F'(G(x))表示外部环节对于内部环节变化的敏感程度。
两者相乘,就得到了整个复合函数的变化率,也就是导数。
为了更好地理解这个法则,我们来看几个具体的例子。
比如,函数y = sin(2x),这就是一个复合函数,令 u = 2x,则 y = sin u。
先对 sin u 关于 u 求导,得到 cos u;再对 u = 2x 求导,得到 2。
根据复合函数求导法则,y' = cos(2x) 2 = 2cos(2x)。
再比如,y = e^(3x + 1)。
令 u = 3x + 1,则 y = e^u。
对 e^u 求导得到 e^u,对 u = 3x + 1 求导得到 3。
复合函数求导法则及其应用阿文摘 要:主要叙述证明了复合函数求导法则的概念定理,运算法则,性质等,以及在数学分析中的应用。
关键词:复合;函数;求导法则引 言由基本初等函数经过有限次四则运算和复合的函数,可以由下面的复合函数求导法则求出它们的导数。
1复合函数求导法则定理:(复合函数求导法则) 设函数()x g u =x 0=可导,而函数()u f y =在)()(00x u g u ==处可导,则复合函数())(x g f y =在x x 0=可导,且有()()[]()()()()()x x x u g g f g f x g f x x 00000''=''='= .证明:因为()u f y =在u 0处可导,所以可微。
由可微的定义,对任意一个充分小的0≠∆u ,都有()()()u u f f u f u u u ∆+∆'='-∆+α000 ,其中0lim 0=→∆α 。
因为当0=∆u 时0=∆y ,不妨规定当0=∆u 时0=α,因此上式对0=∆u 也成立。
设()()()00≠∆-∆+=∆x g x gu x x ,在上式两边同时乘以x ∆,则有()()()()()xux u f xg f x g f u x x ∆∆+∆∆'=∆-∆+α000 , 由函数()x g u =在x x 0=可导,既有()x g xux 00lim '=∆∆→∆ ,且此式也蕴含了0lim 0=∆→∆u x 。
注意到在0→∆x 的过程中,或者0=∆u 有,这时有0=α;或者有0≠∆u ,但u ∆趋于0 ,因此由0lim 0=→∆αu ,可知0lim 0=→∆αu 。
于0→∆x ,得到()()()()xg f x g f dx dyx x x ∆-∆+=→∆000lim=()xu x u f x x x u ∆∆+∆∆'→∆→∆→∆0000lim lim lim α =()()x u g f 00'' .证毕复合函数求导规则可以写成dxdudu dy dx dy ∙= . 我们一般称它为 链式法则 。
复合函数求导公式运算法则1. 引言复合函数求导是微积分中的一个常见问题,它涉及到函数的复合运算和导数的求解。
在实际问题中,我们经常需要利用复合函数求导来解决各种复杂的计算问题。
本文将深入探讨复合函数求导的公式运算法则,帮助读者更好地理解和掌握这一重要的数学概念。
2. 复合函数的定义首先,我们回顾一下复合函数的定义。
设有两个函数f(f)和f(f),则它们的复合函数f(f)=f[f(f)]定义为先对f应用f(f),然后再将结果代入f(f)中得到的函数。
复合函数的符号通常表达为f(f)=f(f(f))。
3. 复合函数求导的基本公式接下来,我们将介绍复合函数求导的基本公式。
设有复合函数f(f)=f(f(f)),则它的导数可以表示为:$$ F'(x) = f'(g(x)) \\cdot g'(x) $$这个公式是复合函数求导的基本规律,它表明了复合函数的导数等于外层函数在内层函数的导数点乘上内层函数的导数。
4. 复合函数求导的具体运算法则在实际应用中,我们经常会遇到更加复杂的复合函数,此时需要灵活运用复合函数求导的公式和法则。
以下是一些常见的复合函数求导法则:4.1. 链式法则链式法则是复合函数求导的核心法则之一,它适用于多层复合函数的求导计算。
链式法则表述为:若f=f(f),f=f(f),则有$\\frac{dy}{dx}=\\frac{dy}{du} \\cdot\\frac{du}{dx}$。
这个法则可以推广到多个函数相互嵌套的情况,帮助我们简化复杂函数的导数计算。
4.2. 反函数法则当我们需要求解复合函数的反函数的导数时,可以利用反函数的求导法则。
设有函数f=f(f),如果f与f有反函数f=f(f)的关系,那么有$\\frac{dx}{dy} =\\frac{1}{\\frac{dy}{dx}}$。
这个法则对于一些特定的函数反函数求导问题非常有用。
4.3. 高阶导数的求导法则在某些情况下,我们需要计算复合函数的高阶导数,即导数的导数。
一句话总结复合函数求导法
复合函数求导法是微积分中的重要概念,它描述了两个函数复合后求导的方法。
下面列举了十个关于复合函数求导法的总结:
1. 复合函数的求导法则:对于复合函数f(g(x)),其导数等于外层函数f'(g(x))乘以内层函数g'(x)。
2. 复合函数求导的链式法则:对于复合函数f(g(x)),其导数等于
f'(g(x))乘以g'(x)。
3. 复合函数求导的应用:复合函数求导法可以用于求解复杂函数的导数,如指数函数、对数函数等。
4. 复合函数求导的基本思想:将复合函数视为两个函数的组合,先求内层函数的导数,再求外层函数的导数。
5. 复合函数求导的步骤:首先求内层函数的导数,然后求外层函数的导数,最后将两个导数相乘。
6. 复合函数求导的注意事项:在求导过程中,需要注意函数的定义域和导数的存在性。
7. 复合函数求导的例子:例如,对于复合函数f(g(x))=sin(x^2),其导数等于2x*cos(x^2)。
8. 复合函数求导的推广:复合函数求导法可推广到多个函数的复合,依然使用链式法则进行求导。
9. 复合函数求导与反函数求导的关系:复合函数求导与反函数求导是相互关联的,可以通过链式法则进行推导。
10. 复合函数求导与高阶导数的关系:复合函数求导法可以推广到
高阶导数的计算,依然使用链式法则进行推导。
通过上述总结,可以清晰地了解复合函数求导法的基本原理和应用方法。
掌握这一知识点对于解决复杂函数求导问题非常重要,有助于进一步理解微积分的概念和方法。
希望上述内容能对你有所帮助!。
复合函数求导数的四步
复合函数求导法则如下:
一般地,对于函数y=f(u)和u=g(ⅹ)复合而成的函数y=f(g(ⅹ)),它的导数与函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为yⅹ'=yu'·u ⅹ',即y对x的导数等于y对u的导数与u对x导数的乘积。
总的公式f'[g(x)]=f'(g)×g'(x)
比如说:求ln(x+2)的导函数
[ln(x+2)]'=[1/(x+2)] 【注:此时将(x+2)看成一个整体的未知数x'】×1【注:1即为(x+2)的导数】
复合函数求导的步骤:
1、分层:选择中间变量,写出构成它的内,外层函数。
2、分别求导:分别求各层函数对相应变量的导数。
3、相乘:把上述求导的结果相乘。
4、变量回代:把中间变量回代。
主要方法:
先对该函数进行分解,分解成简单函数,然后对各个简单函数求导,最后将求导后的结果相乘,并将中间变量还原为对应的自变量。
例如,复合函数求导。
求复合函数的导数注意:
1、分解的函数通常为基本初等函数。
2、求导时分清是对哪个变量求导。
3、计算结果尽量简单。
4、对含有三角函数的函数求导,往往需要利用三角恒等变换公式,对函数式进行化简,使函数的种类减少,次数降低,结构尽量简单,从而便于求导。
5、分析待求导的函数的运算结构,弄清函数是由哪些基本初等函数通过何种运算而构成的,确定所需的求导公式。
习 题 4.4 复合函数求导法则及其应用⒈ 求下列函数的导数:⑴ y x x =-+()2122; ⑵ y x x =e sin 23; ⑶ y x =+113; ⑷ y xx=ln ; ⑸ y x =sin 3;⑹ y x =cos ; ⑺ y x x x =+-++11ln(); ⑻ y x =-arcsin (e )2;⑼ ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221ln x x y ; ⑽ y x x =+1222(sin );⑾ y xx x =+-1122ln ; ⑿ y xx=+12csc ; ⒀ y x x =-++2213312334; ⒁ y x =-e sin 2; ⒂ y x a x xa x=-+-2222.解 (1))14)(12(2)'12)(12(2'222-+-=+-+-=x x x x x x x y 。
(2))3sin 23cos 3(3sin )'()'3(sin '222x x e x e x e y x x x +=+=。
(3)23323233)1(23)'1()1(21'--+-=++-=x x x x y 。
(4)212'21ln 2ln 1ln ln 21'⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x xx x x x x y 。
(5)3233cos 3)'(cos 'x x x x y ==。
(6)xx x x y 2sin )'(sin '-=-=。
(7)1'2y =(8)22'x x y --===1222--x ex 。
(9)4424(1)'1'[ln(1)ln(]'21x y x x x x -=--=--=4422(1)x x x +-。
(10)2232(2sin )''(2sin )x x y x x -+=+=32)sin 2()cos 4(2x x x x ++-。
(11)'y ==2322222)1()21)(ln 1(ln )1(2x x x x x x --+--。
(12)2''1csc x x y x =+=22223221csc csc cot (1csc )x x x x x ++=+。
(13)'y =+4523234112()(21)(4)3()(31)(9)34x x x x --=--+-+4522334827(21)(31)34x x x x --=---+。
(14)2sin 2'e (sin )'x y x -=-2sin sin 2x x e -=-⋅。
(15)22'y =22221(1)()(2)x a x x -+⋅-⋅-=42242322223()x a x a a a x -++=-。
⒉ 求下列函数的导数:⑴ y x =ln sin ; ⑵ )cot ln(csc x x y -=; ⑶ ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=a x a x a x y arcsin 21222; ⑷ y x x a =++ln()22;⑸ y x x a a x x a =--+-1222222(ln().解 (1)1'(sin )'cot sin y x x x==。
(2)(csc cot )''csc cot x x y x x-==-2cot csc (csc )csc csc cot x x x x x x ---=-。
(3)21'(arcsin )'2x y x x a a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2111(22x a ⎛⎫⎪=+ ⎝20,0.a a >=⎨<⎪⎩。
(4)'y ===。
(5)21'[2y x x a =-212x a ⎡⎛⎫=-⎢⎣⎦=22a x -。
⒊ 设f x ()可导,求下列函数的导数:⑴ f x ()23;⑵ ⎪⎭⎫⎝⎛x f ln 1; ⑶ f x (); ⑷ )(tan arc x f ; ⑸ f f e x (())2;⑹ sin ((sin ))f x ;⑺ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)(1x f f ;⑻1f f x (()). 解 (1)f f ==)('323231x f x -。
(2)111'ln ln ln f f x x x ''⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=)ln 1('ln 12x f x x -。
(3)()]'f x ==)(2)('x f x f 。
(4)21[arctan ()]'[()]'1[()]f x f x f x =+=)(1)('2x f x f +。
(5)222[(())]''(())[()]'x x x f f e f f e f e =222'(())'()()'x x x f f e f e e ==))((')('2222x x x e f f e f xe 。
(6)[sin ((sin ))]'cos((sin ))((sin ))'f x f x f x =cos((sin ))'(sin )(sin )'f x f x x ==x x f x f cos )(sin '))(sin cos(。
(7)111'()()()f f f x f x f x ''⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⎢⎥ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-)(1')()('2x f f x f x f 。
(8)21'(())[()]'(())(())f f x f x f f x f f x '⎛⎫=- ⎪⎝⎭=()2))(()('))(('x f f x f x f f -。
⒋ 用对数求导法求下列函数的导数:⑴ y x x=;⑵ ()xx x y 13sin +=;⑶ y x x =cos ; ⑷ y x x =+ln ()21;⑸ y x x x =-+1123;⑹ y x x i i n=-=∏()1;⑺ y x x =sin .解 由于'(ln )'y y y=,所以'(ln )'y y y =。
(1)ln ln y x x =,'(ln )'['ln (ln )'](1ln )x y y y y x x x x x x ==+=+。
(2)()31ln ln sin y x x x=+,()()3311'(ln )'ln sin ln sin 'y y y y x x x x x x ⎡⎤'⎛⎫⎛⎫⎢⎥==+++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++233213)sin ln()sin (cos 3)sin(x x x x x x x x x x x。
(3)ln ln cos y x x =,'(ln cos )'['ln cos (ln cos )']y y x x y x x x x ==+=()x x x x x cos tan cos ln -。
(4)ln ln ln(21)y x x =+,'['ln ln(21)(ln ln(21))']y y x x x x =+++=)12(ln )12ln()12(2)12ln(ln +⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++x x x xx x 。
(5)2311ln ln ln(1)ln(1)22y x x x =+--+,2311'[(ln )'(ln(1))'(ln(1))']22y y x x x =+--+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---+-)1(23111132232x x xx x x x x 。
(6)1ln ln()ni i y x x ==-∑,1'[ln'()]n i i y y x x ==-∑=∏∑==-⋅-ni ni ii x x x x 111)(。
(7)令ln u u x ==,则')']u u x x u u =+==,于是, '(sin )'()'y u u ==xxxx xxcos 2ln 2+。
⒌ 对下列隐函数求dydx: ⑴ y x y tan arc +=; ⑵ y x y +=e 1; ⑶ x y y x -=-cos sin ; ⑷ xy y -+=ln()10; ⑸ e xy x y 220+-=;⑹ 0)tan(=-+xy y x ; ⑺ 20y x x y sin ln +=;⑻ x y axy 3330+-=.解 (1)在等式两边对x 求导,得到2'''(arctan )'11y y x y y=+=++, 解得'y =221yy +。
(2)在等式两边对x 求导,得到''''(1)0y y y y y x e xe y y xe e ++=++=,解得'y =yyxee +-1。
(3)等式两边平方,再对x 求导,得到1sin ()'2(sin )(cos ()'1)y y y x y y +⋅=-⋅-,解得'y =yy x y x y sin cos )(sin 2)(sin 21---+。
(4)在等式两边对x 求导,得到1''[ln(1)]'''01x y xy y y xy y y+-+=+-=+, 解得'y =xyx yy --+12。
(5)在等式两边对x 求导,得到22222()'()'(2')(2')0xyxye x y xy e x y y xyy +++-=+-+=,解得2222'2x yx yxe y y exy++-=--。
(6)在等式两边对x 求导,得到22sec ()()'()'sec ()(1')(')0x y x y xy x y y y xy ++-=++-+=,解得22sec ()'sec ()x y y y x x y +-=-+。
(7)在等式两边对x 求导,得到'2'sin 2(sin )'(ln )'2'sin 2cos ln 0y y x y x x y y x y x y x y++=+++⋅=, 解得22cos ln '2sin y x y y y x y x+=-+。