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2_1-3 导数

2_1-3 导数

作者: 最远的地方00 | 来源:发表于2020-03-07 23:58 被阅读0次

    常数的导数为 0

    (3)' = 0

    x^n 的导数为 nx^{n-1}

    (x^3)' = 3x^2

    个数的负次方即为这个数的正次方的倒数

    \frac {1} {x} = x^{-1}
    ( \frac {1} {x} )' = ( x^{-1} )' = -x^{-2} = -\frac {1} {x^2}

    正弦函数的导数是余弦函数

    (sinx)' = cosx

    余弦函数的导数是负正弦函数

    (cosx)' = - sinx

    a^x 导数 a^x \ln a

    (3^x) = 3^x \ln 3
    特殊的 以e为底
    (e^x)' = e^x

    \log a^x (a > 0, a ≠ 1) 的导数 \frac {1} {x \ln a}

    (\log a^x)' = \frac {1} {x \ln a}

    特殊
    (\ln x)' = \frac{1} {x}

    二、函数的求导法则

    1、函数的和 差 积 商 求导法则

    [u(x) ± v(x)]' = u'(x) ± v'(x)

    [u(x) v(x)]' = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)

    [ \frac{u(x)} {v(x)}]' = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)} {v^2(x)}

    三、复合函数求导

    \frac{d_y}{d_x} = f'(u)·g(x)\frac{d_y}{d_x} = \frac{d_y}{d_u}·\frac{d_u}{d_x}

    例1:y = e^{x^3}

    y = e^u , u = x^3

    \frac{d_y}{d_x} = \frac{d_y}{d_u}·\frac{d_u}{d_x} = e^u · 3x^2 = 3x^2e^{x^3}

    例2:y = \ln sin x

    y = \ln u , u = sinx

    \frac{d_y}{d_x} = \frac{d_y}{d_u}·\frac{d_u}{d_x} = \frac{1}{u}· cosx = \frac{cosx}{sinx} = cotx

    例3: y= \sqrt[3]{1-2x^2}

    y = u^{\frac{1}{3}} , u =1-2x^2

    \frac{d_y}{d_x} = \frac{d_y}{d_u}·\frac{d_u}{d_x} = \frac{1}{3}(1-2x^2)^{-\frac{2}{3}}·-4x = \frac{-4x}{ 3\sqrt[3]{(1-2x^2)^2} }

    高阶导数


    例1 y = ax+by''
    y' = a y'' = 0

    例2 y = \sqrt{2x-x^2} 求证 y''y^3+1 = 0
    y' = \frac{1}{2} \frac{1}{ \sqrt{2x-x^2}}·(2-2x) = \frac{1-x}{ \sqrt{2x-x^2}}

    y'' = \frac{-\sqrt{2x-x^2} - (1 - x)\frac{2-2x}{2\sqrt{2x-x^2}}} {2x-x^2}
    = \frac{-2x+x^2 - (1 - x)^2} {(2x-x^2)(\sqrt{2x-x^2})}
    = -\frac{1}{(\sqrt{2x-x^2})^\frac{3}{2}} = -\frac{1}{y^3}

    正弦余弦n阶导数
    幂函数的n阶导数

    隐函数的导数

    y = sinxy = \ln xy = 3x+1这种叫做显函数

    x + y^3 - 1 = 0 叫做隐函数

    把隐函数化成显函数 叫做 隐函数显化

    x + y^3 - 1 = 0 显化: y = \sqrt[3]{1-x}

    例1 求方程 e^y + xy -e = 0 所确定的隐函数的导数 \frac{ d_y }{d_x }
    y' = \frac{ d_y }{d_x }
    方程左边:
    e^yy' + x'y + xy' + e' = e^y \frac{ d_y }{d_x } + y + x \frac{ d_y }{d_x }

    方程右边:
    0' = 0

    e^y \frac{ d_y }{d_x } + y + x \frac{ d_y }{d_x } = 0

    \frac{ d_y }{d_x } = - \frac{y}{x+e^y}

    例2 求方程 y^5 + 2y - x - 3x^7 = 0所确定的隐函数在x = 0 处的导数 \frac{ d_y }{d_x }\vert_{ x = 0}
    5y^4\frac{ d_y }{d_x } + 2\frac{ d_y }{d_x } -1 - 21x^6 = 0

    \frac{ d_y }{d_x } = \frac{1+21x^6}{ 5y^4+2 }

    因为当x = 0时原方程 y = 0
    所以 \frac{ d_y }{d_x }\vert_{ x = 0} = \frac{1}{2}

    扩展 (6-3_2隐函数求导)

    F_x = -1-21x^6

    F_y = 5y^4+2

    \frac{ d_y }{d_x } =- \frac{F_x}{F_y} = \frac{1+21x^6}{ 5y^4+2 }

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