高二数学基本初等函数的导数公式
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这里将列举 12 个基本初等函数的导数以及它们的推导过程,初等函数的导数可由之计算。
函数原函数导函数
常函数
(即常
(为常数)
数)
幂函数
指数函
数
对数函
数
(且,)
正弦函
数
余弦函
数
正切函
数
余切函
数
反正弦
函数
反余弦
函数
反正切
函数
反余切
函数
口诀
为了便于记忆,有人整理出了以下口诀:
常为零,幂降次,对倒数( e 为底时直接倒数, a 为底时乘以 1/lna ),指
不变(特其余,自然对数的指数函数圆满不变,一般的指数函数须乘以 lna );正变余,余变正,切割方(切函数是相应割函数(切函数的倒数)的平方),割乘切,反分式。
基本初等函数的导数公式推导过程初等函数包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数等。
下面我们将推导这些函数的导数公式。
1.常数函数的导数:设f(x)=c,其中c为常数,则f'(x)=0。
因为常数函数是一条平行于x轴的直线,斜率为0。
2.幂函数的导数:设f(x) = x^n,其中n为正整数,则f'(x) = nx^(n-1)。
为了推导导数公式,我们可以使用导数的定义:f'(x) = lim[h→0] [(f(x+h)-f(x))/h]。
对于幂函数,我们可以利用二项式定理展开f(x+h):f(x+h) =(x+h)^n = x^n + nx^(n-1)h + ... + h^n,并且只有第二项包含h。
因此,(f(x+h)-f(x))/h = (nx^(n-1)h + ... + h^n) / h = nx^(n-1) + ... + h^(n-1)。
当h趋近于0时,除了第一项nx^(n-1)其余所有的项都会变为0,所以f'(x) = nx^(n-1)。
3.指数函数的导数:设f(x) = a^x,其中a为大于0且不等于1的常数,则f'(x) = a^x * ln(a)。
要推导指数函数的导数公式,可以采用自然对数的定义:ln(x) =∫[1,x] (1/t) dt。
首先将指数函数写为幂函数的形式:f(x) = exp(x*ln(a)),其中exp(x)表示e的x次方。
然后使用复合函数的求导法则,即f'(x) =(d/exp(x*ln(a)))/(dx*ln(x))。
再对(exp(x*ln(a)))的导数应用链式法则,得到f'(x) = ln(a) * a^(x*ln(a)) = a^x * ln(a)。
4.对数函数的导数:设f(x) = log_a(x),其中a为大于0且不等于1的常数,则f'(x) = 1 / (x * ln(a))。