01-10-任何函数求导


对任何函数求导, 是指学习一套规则,使我们能够对由基本函数(如多项式、三角函数、指数函数)通过加、减、乘、除和复合运算构造出来的任何复杂函数进行求导。

这个过程主要依赖于七个核心的**求导法则。


核心求导法则

法则名称 作用 表达式 注意
1. 幂法则 用于形如 的函数。 底数是变量x,指数是常数n
2. 常数法则 常数的导数永远为零。
3. 常数乘法法则 将常数因子提出来。
4. 和/差法则 对各项分别求导。
5. 乘积法则 对两个相乘的函数求导。
6. 商法则 对两个相除的函数求导。
7. 链式法则 对复合函数(函数里面套着函数)求导。 最先对输入变量x进行的操作,被另一个函数包裹起来的表达式,例如求导后就是

三角函数求导法则

函数 **导数 ** 表达式
(正弦) (余弦)
(余弦) **** (负正弦) ****
(正切) (正割平方)
(余切) ** (负余割平方)**
(正割)
(余割)
(反正切函数)

指数函数求导法则

函数 导数 表达式
** (指数函数)** **** ****
( 对数函数) **** ****

示例讲解

我们将使用上述法则,结合一些基本函数的导数(如 )。

示例 1: 幂法则、常数乘法与和法则

求函数 的导数。

  • 应用法则: 使用和/差法则分别对各项求导,并使用常数乘法法则幂法则
  • 求解过程:

解题思路

第1步:分解任务(使用和/差法则)

和/差法则告诉我们,对一个多项式求导,只需要对每一项分别求导,然后按原有的加减号连接起来。

现在,我们单独处理这四个部分:

第一部分:

应用法则:常数乘法法则幂法则

  1. 识别结构: 这是一个常数 乘以
  2. 常数乘法法则: 将常数 提出来,只对 求导。

  1. 幂法则 (针对 ): 这里的

  1. 相乘得到结果:

其它项依次类推

第二部分:

应用法则:常数法则

  1. 识别结构: 是一个常数
  2. 常数法则: 任何常数的导数都等于


第 三 步:组合结果

将四个部分的求导结果按照原有的加减号组合起来:

示例 2: 乘积法则

求函数 的导数。

  • 识别结构: 这是两个函数 的乘积。
  • 求导:
  • 应用乘积法则:

解题思路

代入乘积法则公式 中:

最终结果

示例 3: 链式法则

求函数 的导数。

  • 识别结构: 这是一个复合函数
    • 外函数 :
    • 内函数 :
  • 求导:
    • 外函数的导数
    • 内函数的导数
  • 应用链式法则:

练习题

请您尝试使用商法则链式法则求解以下函数的导数:

识别结构

应用链式则:

对于,内函数:,内函数的导数:

那么对于

求导

应用商法则:

运用链式法则求解

求导

外部函数:

内部函数:

应用链法则:

组合结果:


文章作者: Gustavo
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