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求导公式运算法则

2026-01-08 09:49:46
最佳答案

求导公式运算法则】在微积分的学习中,求导是核心内容之一。掌握基本的求导公式和运算法则是进行复杂函数求导的基础。本文将系统地总结常见的求导公式与运算法则,并通过表格形式清晰展示,便于理解和记忆。

一、基本求导公式

以下是一些常见函数的导数公式,适用于初等函数的求导:

函数表达式 导数
$ f(x) = C $(常数) $ f'(x) = 0 $
$ f(x) = x^n $(n为实数) $ f'(x) = nx^{n-1} $
$ f(x) = \sin x $ $ f'(x) = \cos x $
$ f(x) = \cos x $ $ f'(x) = -\sin x $
$ f(x) = e^x $ $ f'(x) = e^x $
$ f(x) = \ln x $ $ f'(x) = \frac{1}{x} $
$ f(x) = a^x $(a>0, a≠1) $ f'(x) = a^x \ln a $
$ f(x) = \log_a x $ $ f'(x) = \frac{1}{x \ln a} $

二、求导运算法则

除了基本的求导公式外,还需掌握一些重要的运算法则,用于处理复合函数、乘积、商等复杂形式的求导问题。

1. 常数倍法则

若 $ f(x) = k \cdot u(x) $,其中 $ k $ 为常数,则

$$

f'(x) = k \cdot u'(x)

$$

2. 加减法法则

若 $ f(x) = u(x) \pm v(x) $,则

$$

f'(x) = u'(x) \pm v'(x)

$$

3. 乘法法则(莱布尼茨法则)

若 $ f(x) = u(x) \cdot v(x) $,则

$$

f'(x) = u'(x) \cdot v(x) + u(x) \cdot v'(x)

$$

4. 商法则

若 $ f(x) = \frac{u(x)}{v(x)} $,则

$$

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

$$

5. 复合函数求导法则(链式法则)

若 $ y = f(u) $,且 $ u = g(x) $,则

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}

$$

三、典型例题解析

例1: 求 $ f(x) = x^2 \cdot \sin x $ 的导数

解: 使用乘法法则

$$

f'(x) = (x^2)' \cdot \sin x + x^2 \cdot (\sin x)' = 2x \cdot \sin x + x^2 \cdot \cos x

$$

例2: 求 $ f(x) = \frac{\ln x}{x} $ 的导数

解: 使用商法则

$$

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

$$

四、总结

求导公式和运算法则是微积分中的基础工具,掌握它们不仅有助于提高解题效率,还能加深对函数变化规律的理解。建议在学习过程中多做练习,结合图形理解导数的几何意义,从而提升综合应用能力。

附表:求导公式与运算法则汇总

类别 内容
基本公式 $ (x^n)' = nx^{n-1}, (\sin x)' = \cos x, (\cos x)' = -\sin x, (e^x)' = e^x, (\ln x)' = \frac{1}{x} $
运算法则 常数倍、加减法、乘法、商法、链式法则
应用技巧 熟练运用公式,灵活组合法则,结合具体例子练习

通过系统的复习与实践,能够有效提升对求导知识的掌握程度,为后续的积分、极值等问题打下坚实基础。

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