复合函数的求导法则(导案)
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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)。
复合函数求导法则公式1.链式法则:链式法则是用于求解复合函数导数的基本法则。
设y=f(u),u=g(x)为两个可导函数,且y=f(u)和u=g(x)均是一对一函数,则复合函数y=f(g(x))的导数可以通过链式法则求得。
链式法则的公式为:dy/dx=dy/du * du/dx其中,dy/du表示函数y=f(u)对u的导数,du/dx表示函数u=g(x)对x的导数。
例如,设y=sin(x^2),我们需要求解dy/dx。
首先,令u=x^2,y=sin(u),则dy/du=cos(u)=cos(x^2)。
其次,求解du/dx=2x。
最后,根据链式法则,dy/dx=dy/du * du/dx = cos(x^2) * 2x = 2x*cos(x^2)。
2.乘积法则:乘积法则用于求解两个函数乘积的导数。
设y=u*v为两个可导函数的乘积,则乘积函数y=u*v的导数可以通过乘积法则求得。
乘积法则的公式为:dy/dx = u * dv/dx + v * du/dx例如,设y=x*sin(x),我们需要求解dy/dx。
根据乘积法则,将u=x,v=sin(x)代入上述公式,dy/dx = x * cos(x) + sin(x)。
3.商规则:商规则用于求解两个函数的商的导数。
设y=u/v为两个可导函数的商,则商函数y=u/v的导数可以通过商规则求得。
商规则的公式为:dy/dx = (v * du/dx - u * dv/dx) / v^2例如,设y=(x^2+1) / x,我们需要求解dy/dx。
根据商规则,将u=x^2+1,v=x代入上述公式,dy/dx = ((x) * (2x) - (x^2+1) * (1)) / (x^2)^2 = (x^2 - 1) / x^4小结:复合函数求导法则包括链式法则、乘积法则和商规则。
链式法则适用于求解复合函数的导数,乘积法则适用于求解两个函数乘积的导数,商规则适用于求解两个函数的商的导数。
复合函数的求导法则公式
在微积分学中,借助表达式,如复合函数的求导法则公式,可以推导出函数的导数,从而研究函数变化的规律。
复合函数的求导法则公式指的是:设有函数f(x)和g(x),其中f为g的复合函数,g(x)的导数为g'(x),f(x)的导数为f'(x),则f(x)的导数的表达式为
f'(x)=g'(x)f′(g(x)).这一公式也可以被称作链式法则。
具体来讲,复合函数求导时,首先要确定函数f(x)和g(x),然后将f(x)表示为g(x)的复合函数,将其根据链式法则表示为f′(x)=g′(x)f′(g(x))。
由于这里共有两个变量,因此当可以充分解释复合函数的求导公式时,就可以使用链式法则将其求导表达式化简为一个,最终求得函数f(x)的导数。
在使用链式法则求解复合函数求导公式时,要注意一个问题,就是对导函数的理解。
只有彻底理解了导函数的内容和作用,才能正确解释复合函数求导公式。
此外,由于这个公式既涉及函数f(x)的求导,也涉及函数g(x)的求导,因此要求读者在实际计算中,具有足够的推导过程和数学计算能力,才能给出正确的求解思路,最终得到准确的解决方案。
总而言之,复合函数求导法则公式是一种有效的链式求导方法,在研究函数变化规律时,它有着重要的作用。
但同时,由于复合函数的复杂程度也很大,因此读者在实际应用时,要加强对复合函数和链式法则的认识,以保证最终的正确求解。
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。
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1.根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求下列函数的导数.
(1)4
x x y =
; (2)1ln 1ln x y x -=+. (3)2(251)x y x x e =-+⋅;
(4)sin cos cos sin x x x y x x x
-=+ 解: (1)''''224(4)144ln 41ln 4()4(4)(4)4
x x x x x x x x x x x x x y ⋅-⋅⋅-⋅-====, '1ln 44x
x y -=。
(2)''''221
1ln 212()(1)2()21ln 1ln 1ln (1ln )(1ln )
x x y x x x x x x -==-+==⋅=+++++ '2
2(1ln )y x x =+ (3)'2'2'(251)(251)()x x y x x e x x e =-+⋅+-+⋅
22(45)(251)(24)x x x x e x x e x x e =-⋅+-+⋅=--⋅,
'2(24)x y x x e =--⋅。
(4)''sin cos ()cos sin x x x y x x x
-=+ ''
2(sin cos )(cos sin )(sin cos )(cos sin )(cos sin )
x x x x x x x x x x x x x x x -⋅+--⋅+=+ 2
(cos cos sin )(cos sin )(sin cos )(sin sin s )(cos sin )x x x x x x x x x x x x xco x x x x -+⋅+--⋅-++=
+ 2
sin (cos sin )(sin cos )s (cos sin )x x x x x x x x xco x x x x ⋅+--⋅=+ 2
2
(cos sin )x x x x =+。
2
'
2(cos sin )x y x x x =+
2.已知曲线C :y =3 x 4-2 x 3-9 x 2+4,求曲线C 上横坐标为1的点的切线方程;
(y =-12 x +8)
§1.2.3复合函数的求导法则(导案)
教学目标 理解并掌握复合函数的求导法则.
教学重点 复合函数的求导方法:复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数乘以中间变量对自变量的导数之积.
教学难点 正确分解复合函数的复合过程,做到不漏,不重,熟练,正确.
一.创设情景
(一)基本初等函数的导数公式表
(2)推论:[]''()()cf x cf x =
(常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数)
二.新课讲授
复合函数的概念 一般地,对于两个函数()y f u =和()u g x =,如果通过变量u ,y
可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数()y f u =和()u g x =的复合函数,记作()()y f g x =。
复合函数的导数 复合函数()()y f g x =的导数和函数()y f u =和()u g x =的导数间的关系为x u x y y u '''=⋅,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.
若()()y f g x =,则()()()()()y f g x f g x g x ''''==⋅⎡⎤⎣⎦
三.典例分析
例1(课本例4)求下列函数的导数:
(1)2(23)y x =+;(2)0.051x y e -+=;
(3)sin()y x πϕ=+(其中,πϕ均为常数).
解:(1)函数2(23)y x =+可以看作函数2
y u =和23u x =+的复合函数。
根据复合函数求导法则有
x u x y y u '''=⋅=2''()(23)4812u x u x +==+。
(2)函数0.051x y e
-+=可以看作函数u
y e =和0.051u x =-+的复合函数。
根据复合函数求导法则有 x u x y y u '''=⋅=''0.051()(0.051)0.0050.005u u x e x e e -+-+=-=-。
(3)函数sin()y x πϕ=+可以看作函数sin y u =和u x πϕ=+的复合函数。
根据复合函数求导法则有
x u x y y u '''=⋅=''
(sin )()s s()u x co u co x πϕπππϕ+==+。
例2求2
sin(tan )y x =的导数.
解:'2'222[sin(tan )]cos(tan )sec ()2y x x x x ==⋅⋅ 2222cos(tan )sec ()x x x =⋅
'2222cos(tan )sec ()y x x x =⋅
【点评】
求复合函数的导数,关键在于搞清楚复合函数的结构,明确复合次数,由外层向内层逐层求导,直到关于自变量求导,同时应注意不能遗漏求导环节并及时化简计算结果.
例3求
y =的导数.
解:'y=
2
22
(2)
a
x ax
==-
-
,
'y=
【点评】本题练习商的导数和复合函数的导数.求导数后要予以化简整理.
例4求y=sin4x+cos 4x的导数.
【解法一】y=sin 4x+cos 4x=(sin2x+cos2x)2-2sin2cos2x=1-
2
1
sin22 x
=1-
4
1
(1-cos 4 x)=
4
3
+
4
1
cos 4 x.y′=-sin 4 x.
【解法二】y′=(sin4x)′+(cos4x)′=4 sin3x(sin x)′+4 cos3x (cos x)′=4 sin3x cos x+4 cos3x (-sin x)=4 sin x cos x (sin2x-cos2x)
=-2 sin 2 x cos 2 x=-sin 4 x
【点评】
解法一是先化简变形,简化求导数运算,要注意变形准确.解法二是利用复合函数求导数,应注意不漏步.
四.回顾总结
五.教后反思:。