高数导数公式

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【导数】 一、 导数的定义 设函数)(x f y =在点x 0的某个邻域内有定义,当x 在x 0处取得增量x ∆(点x 0+x ∆仍在该邻域内)时,相应的函数y 取得增量())(00x f x x f y -∆+=∆,如果当0→∆x 时,增加量y ∆与x ∆之比的极限x y x ∆∆→∆lim 0=x x f x x f x ∆-∆+→∆)()(000lim =00)()(lim 0x x x f x f x x --→ 存在,则称此极限值为函数)(x f y =在点x 0处的导数,并称函数)(x f 在x 0处可导, 记作: xx f x x f x f x ∆-∆+='→∆)()()(0000lim如果x yx ∆∆→∆lim 0不存在,则称函数)(x f 在x 0处不可导二、 左右导数 1) 左导数若当-→∆0x 时,xy ∆∆的极限存在,则称此极限值为函数)(x f 在x 0处的左导数,即:()0x f -'=x y x ∆∆-→∆lim 0=()()x x f x x f x ∆-∆+-→∆000lim 2) 右导数若当+→∆0x 时,xy ∆∆的极限存在,则称此极限值为函数)(x f 在x 0处的右导数,即:()0x f +'=x y x ∆∆+→∆lim 0=()()x x f x x f x ∆-∆++→∆000lim 定理1:函数)(x f 在x 0处的可导的充要条件是,)(x f 在x 0处左右导数均存在,且()0x f -'=()0x f +'三、 可导与连续的关系 若)(x f y =在x 0处可导,则在x 0处必定连续,可导⇒连续,反之不对。

四、 求导公式1) 基本初等函数的导数公式 ①0='C (C 为常数)② ()1-='n nnx x (n 为任意常数)③()a a a xxln ='(a >0,a ≠1)特别的:()xxe e='④ ()a x e x x a a ln 1log 1log =='(a >0,a ≠1)特别的:()x x 1ln ='⑤ ()x x cos sin ='⑥()x x sin cos -='⑦ ()x xx 22sec cos 1tan =='⑧ ()x xx 22csc sin 1cot -=-='⑨ ()x x x tan sec sec •='⑩()x x x cot csc csc •-='⑾()211arcsin xx -=' (-1<x<1)⑿()211arccos x x --='(-1<x<1)⒀()211arctan xx +='⒁ ()211cot xx arc +-='2) 导数四则运算公式 ① ()b a b a '±'='±② ()b a b a ab '+'='③()a C Ca '='(C 为常数)④ 2b b a b a b a '-'='⎪⎭⎫ ⎝⎛ 3) 复合函数求导公式 如果)(u f y = ,)(x g u =,且)(u f 和)(x g 均可导,则符合函数[])(x g f y =也可导,其导数为()[]()x g x g f y '•'='五、分段函数的导数设分段函数⎩⎨⎧≥<=)).......(()).......(()(00x x x v x x x u x f ,则求其导数()x f '的步骤:1) 当0x x <时,按导数公式求)(x u 的导数()x u '当0x x >时,按导数公式求()x v 的导数()x v ' 2) 判断函数()x f 在分段点0x x =处的连续性,若在0x x =处()x f 不连续,则()x f 在0x 处不可导3) 函数()x f 在点x x =处的连续,此时计算极限()()00lim 0x x x u x u x x ---→和()()0lim 0x x x v x v x x --+→,若这两个极限存在且相等,则()x f 在0x 处可导,否则()x f 在0x 处不可导4) 若()x f 在0x x =处不可导,则()()()⎩⎨⎧>'<'=')........().......(00x x x v x x x u x f若()x f 在0x x =处可导,则()()()⎩⎨⎧≥'<'=').......()......(00x x x v x x x u x f 六、隐函数的导数(即二元方程)1)若能从方程中解出)(x f y =,则用前面所提方法求导;若不能解出,或解出后表达式复杂,则采用下列方法。

2)将二元方程两边分别对x 求导,表达式中的y 做中间变量,用符合函数求导公式计算,最后解出y '的表达式(在y '的表达式中允许保留y )七、对数求导法1)函数式两边分别取对数 2)再用隐函数求导法求导y '此法多用于,多个函数的连续乘除求导数,通过取对数可达到简化计算的目的。

或用于幂指函数的求导数 八、高阶函数)(x f y =的导数()x f '在x 处可导,就称()x f '的导数为)(x f y =的二阶导数,记作:y '' 或 ()x f '' 或 22dx y d 或 ()22dx x f d依此类推三阶导数y ''',四阶导数()4y,n 阶导数()n y即:()[]()n n yy ='-1 (n=1,2,3,………)九、导数的应用 1、函数单调性设)(x f y =在(a,b)内可导,则① 若在(a,b)内任意一点x 处恒有()0>'x f 则 ()x f 在(a,b)内严格单调增加 ② 若在(a,b)内任意一点x 处恒有()0<'x f 则 ()x f 在(a,b)内严格单调减少利用)(x f y =的导数()x f '判断函数单调性的步骤: ①确定函数定义域 ②求导()x f '③ 求()0>'x f 时x 的取值范围,此范围就是)(x f y =单调增加的范围,可能是一个区间么也可能是若干区间,求()0<'x f 时x 的取值范围,即)(x f y =单调减少的范围2、函数的极值设)(x f y =在点0x 某个邻域有定义①若对于该邻域内任何一个异于0x 的点x ,恒有()()0x f x f <,则称()0x f 为函数()x f 的一个极大值,称0x 为函数()x f 的一个极大值点②若对于该邻域内任何一个异于0x 的点x ,恒有()()0x f x f >,则称()0x f 为函数()x f 的一个极小值,称0x 为函数()x f 的一个极小值点。

1)极值的必要条件:)(x f y =在0x 处可导,且0x 为函数()x f 的极值点,则必有()00='x f 2)极值的第一充分条件设)(x f y =在点0x 某个邻域内可导(此时()0x f '不存在,或为0)① 若0x x <时,()00>'x f ,当0x x >时,()00<'x f 则 ()0x f 为()x f 的极大值,0x 为()x f 的极大值点 ② 若0x x >时,()00>'x f ,当0x x <时,()00<'x f 则()0x f 为()x f 的极小值,0x 为()x f 的极小值点3)极值的第二充分条件设)(x f y =在点0x 存在二阶导数y '',且()00='x f ,则 ①若()00<''x f ,则()0x f 为极大值,0x 为极大值点 ②若()00>''x f ,则()0x f 为极小值,0x 为极小值点 ③若()00=''x f ,则用极值第一充分条件判断3、函数的凹凸性①如果在区间(a,b)内,区县弧位于曲线上每一点切线的上方,则称曲线在(a,b)内是凹的。

②如果在区间(a,b)内,区县弧位于曲线上每一点切线的下方,则称曲线在(a,b)内是凸的。

1) 凹凸的充分条件设)(x f y =在(a,b)内二阶可导①若在(a,b)内每一点x ,恒有()00>''x f ,则曲线在(a,b)内是凹的②若在(a,b)内每一点x ,恒有()00<''x f ,则曲线在(a,b)内是凸的4、曲线的拐点(即凹与凸的分界点) 1)拐点的充分条件设)(x f y =在(a,b)内有二阶导数,),(0b a x ∈①若()0x f ''在0x 的左右两侧异号时,点(0x ,()0x f )是)(x f y =的拐点,此时()00=''x f② 若()0x f ''在0x 的左右两侧异号时,点(0x ,()0x f )不是拐点2) 求曲线的凹凸区间及拐点的步骤: ①求()x f 的二阶导数()x f ''②求使()0=''x f 的点以及二阶导数不存在的点x ③对上述x 检验各点两侧的二阶导数的符号,若()x f 异号,则(x ,()x f )为拐点,若符号不同,则不是拐点④使()0>''x f 的x 的取值范围是)(x f y =的凹区间,曲线在此区间内是凹的⑤使()0<''x f 的x 的取值范围是)(x f y =的凸区间,曲线在此区间内是凸的。

5、曲线的渐近线若曲线上的一点沿着曲线趋于无穷时,该点与某条直线的距离趋于0,此直线为曲线渐近线① 水平渐近线 若A x f x =-∞→)(lim 或A x f x =+∞→)(lim 则称A y =为曲线渐近线 ② 铅直渐近线 若∞=-→)(lim x f a x 或∞=+→)(lim x f a x 则称a x =为曲线铅直渐近线6、曲线的最大值与最小值)(x f y =在[a,b]上有定义,[]b a x ,0∈,若对任意[]b a x ,∈恒有()()0x f x f ≤,则()0x f 为函数()x f 在[a,b]上的最大值,0x 为()x f 在[a,b]上的最大值点。