导数的运算法则和与基本公式
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§3.2.2导数的运算法则与基本公式
一、导数的和、差、积、商运算法则
如果函数
()ux、
()vx在
x处都可导,则它们
的和、差、积、商在
x处也可导;
(1)
[()()]()()uxvxuxvx
;
(2)
[()()]()()()()uxvxuxvxuxvx
; (3)
2()()()()()
()[()]uxuxvxuxvx
vxvx
(()0)vx; 推广到多个函数情形:
设有
n个函数
1()ux、
2()ux、…、
()
nux都可导,则:
(1)
1212[()()()]()()()
nnuxuxuxuxuxux
(2)
12
121212[()()()]
()()()()()()()()()n
nnnuxuxux
uxuxuxuxuxuxuxuxux
(3)
[()]()kuxkux
(
k为常数) 定理2.3 设函数1
()xfy
在某个开区间
内单调可导,且1
[()]0fy,则反函数
()yfx在对应区间内可导,且
11
()
[()]fx
fy
.
证明:
00
0
1
011
()limlim
lim
11
[()]
limxx
x
yy
fx
xx
x
yy
x
fy
y
二、基本初等函数的求导公式
1.常数的导数: ()0c (
c为常数)
证明:
()fxc
0
0()()
()lim
lim0x
xfxxfx
fx
x
cc
x
2.幂函数的导数:
1
()nn
xnx (
n为常数)
证明:()n
fxx,
0()
()limnn
xxxx
fx
x
011
0()
limnnnnn
nnn
xCxCxxCxx
x
11221
0lim[()]nnnn
nnn
xCxCxxCx
1n
nx
例1 求4
sinyxx的导数.
解:4
(sin)yxx
4
()(sin)xx
.
3
4cosxx.
例2 求5
cosyxx的导数.
解:5
(cos)yxx
55
()cos(cos)xxxx
.
45
5cossinxxxx. 例3 求
2sinx
y
x的导数. 解:
2sin
()x
y
x
22
22(sin)sin()
()xxxx
x
.
2
4cos2sinxxxx
x
.
3cos2sinxxx
x
. 例4
求23
31
3yx
x的导数. 解:2
33
3yxx
2
33
(3)yxx
.
2
33
()()(3)xx
.
1
342
3
3xx
. 例5 求2
32x
y
x
的导数. 解:31
222
32
32x
yxx
x
31
22(32)yxx
.
31
22(3)(2)xx
.
31
223()2()xx
.
31
229
2xx
. 例6 求
2
1x
y
x
的导数. 解:
2()
1x
y
x
22
22()(1)(1)
(1)xxxx
x
.
2
2212
(1)xxx
x
.
2
221
(1)x
x
. 3.指数函数xya(0,1aa)的导数:
()lnxx
aaa
()xx
ee
001
limlimx
x
xxya
ya
xx
. 证明:(1)xxxxx
yaaaa
令1x
ta
,有log(1)
axt
当0x时,有0t
1
001
limlim
log(1)log(1)xx
tt
aatt
yaa
tt
.
1
011
limln
log
log(1)
txxx
t
a
aaaaa
e
t
. 4.对数函数logayx(0,1aa)的导数:
1
(log)
lnax
xa
1
(ln)x
x
证明:log
ayx的反函数为
y
xa(0,1aa),由定理2.3
可得
111
()lnlnyyy
aaaxa
. 例7 求3
3xx
yxe的导数.
解:3
(3)xx
yxe
3
()(3)()xx
xe
.
2
33ln3xx
xe
. 例8 求2x
yxe
的导数.
解:2
()x
yxe
22
()()xx
xexe
.
2
2xx
xexe
.
(2)x
xex
. 例9 求lnx
y
x
的导数. 解:
2ln(ln)ln
()xxxxx
y
xx
1
22ln1ln
xxxx
xx
. 例10 求2
2logyxx
的导数.
解:2
2(log)yxx
22
22()log(log)xxxx
.
2
21
2log
ln2xxx
x
.
22log
ln2x
xx
. 5.三角函数的导数:
1.(sin)cosxx
2.(cos)sinxx
3.2
21
(tan)sec
cosxx
x
4.2
21
(cot)csc
sinxx
x
5.(sec)sectanxxx
6.(csc)csccotxxx