复合函数怎么求导

复合函数怎么求导,第1张

复合函数求导的方法如下:

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

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。

复合函数证明方法如下:

先证明个引理:

f(x)在点x0可导的充要条件是在x0的某邻域U(x0)内,存在一个在点x0连续的函数H(x),使f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0)从而f'(x0)=H(x0)

证明:设f(x)在x0可导,令 H(x)=[f(x)-f(x0)]/(x-x0),x∈U'(x0)(x0去心邻域);H(x)=f'(x0),x=x0

因lim(x->x0)H(x)=lim(x->x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=f'(x0)=H(x0)

所以H(x)在点x0连续,且f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0),x∈U(x0)

反之,设存在H(x),x∈U(x0),它在点x0连续,且f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0),x∈U(x0)

因存在极限lim(x->x0)H(x)=lim(x->x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=lim(x->x0)f'(x)=H(x0)

所以f(x)在点x0可导,且f'(x0)=H(x0)

引理证毕。

设u=φ(x)在点u0可导,y=f(u)在点u0=φ(x0)可导,则复合函数F(x)=f(φ(x))在x0可导,且F'(x0)=f'(u0)φ'(x0)=f'(φ(x0))φ'(x0)

证明:由f(u)在u0可导,由引理必要性,存在一个在点u0连续的函数H(u),使f'(u0)=H(u0),且f(u)-f(u0)=H(u)(u-u0)

又由u=φ(x)在x0可导,同理存在一个在点x0连续函数G(x),使φ'(x0)=G(x0),且φ(x)-φ(x0)=G(x)(x-x0)

于是就有,f(φ(x))-f(φ(x0))=H(φ(x))(φ(x)-φ(x0))=H(φ(x))G(x)(x-x0)

因为φ,G在x0连续,H在u0=φ(x0)连续,因此H(φ(x))G(x)在x0连续,再由引理的充分性可知F(x)在x0可导,且

F'(x0)=f'(u0)φ'(x0)=f'(φ(x0))φ'(x0)

证法二:y=f(u)在点u可导,u=g(x)在点x可导,则复合函数y=f(g(x))在点x0可导,且dy/dx=(dy/du)(du/dx)

证明:因为y=f(u)在u可导,则lim(Δu->0)Δy/Δu=f'(u)或Δy/Δu=f'(u)+α(lim(Δu->0)α=0)

当Δu≠0,用Δu乘等式两边得,Δy=f'(u)Δu+αΔu

但当Δu=0时,Δy=f(u+Δu)-f(u)=0,故上等式还是成立。

又因为Δx≠0,用Δx除以等式两边,且求Δx->0的极限,得

dy/dx=lim(Δx->0)Δy/Δx=lim(Δx->0)[f'(u)Δu+αΔu]/Δx=f'(u)lim(Δx->0)Δu/Δx+lim(Δx->0)αΔu/Δx

又g(x)在x处连续(因为它可导),故当Δx->0时,有Δu=g(x+Δx)-g(x)->0

则lim(Δx->0)α=0

最终有dy/dx=(dy/du)(du/dx)

题目结果:

这个求导结果可以记住,也可以将tanx化成sinx和cosx的商,用函数商的求导方法来计算。

关于三角函数的求导,(sinx)'=conx,(cosx)'=-sinx,这两个是一定要记住的,然后根据这两个,再结合函数的和差积商以及复合函数的求导方法,就可以推导出所有的三角函数的求导结果了。

函数和差就不说了,很简单。

函数的积的求导:(uv)'=u'v+uv'

函数的商的求导:

复合函数求导:有u=g(x),则对f(u)求导得:f'(x)=f'(u)g'(x)

y=x^lnx对数求导法:两边同时取对数得:lny=(lnx)^2求导得:y'/y=2lnx/xy'=2x^(-1)(lnx)x^lnxy'=2(lnx)x^(lnx-1)不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。若某函数在某一点导数存在,则称其在这一点可导,否则称为不可导。然而,可导的函数一定连续;不连续的函数一定不可导。

扩展资料:

如果函数y=f(x)在开区间内每一点都可导,就称函数f(x)在区间内可导。这时函数y=f(x)对于区间内的每一个确定的x值,都对应着一个确定的导数值,这就构成一个新的函数,称这个函数为原来函数y=f(x)的导函数,记作y'、f'(x)、dy/dx或df(x)/dx。基本函数的和、差、积、商或相互复合构成的函数的导函数则可以通过函数的求导法则来推导。基本的求导法则如下:1、求导的线性:对函数的线性组合求[p26950cn]

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求导的方法 :

(1)求函数y=f(x)在x0处导数的步骤: 

① 求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0) 

② 求平均变化率 

③ 取极限,得导数。 

(2)几种常见函数的导数公式: 

① C'=0(C为常数);

② (x^n)'=nx^(n-1) (n∈Q); 

③ (sinx)'=cosx; 

④ (cosx)'=-sinx; 

⑤ (e^x)'=e^x;

⑥ (a^x)'=a^xIna (ln为自然对数) 

⑦ loga(x)'=(1/x)loga(e) 

(3)导数的四则运算法则: 

①(u±v)'=u'±v'

②(uv)'=u'v+uv' 

③(u/v)'=(u'v-uv')/ v^2 

④[u(v)]'=[u'(v)]v' (u(v)为复合函数f[g(x)]) 

(4)复合函数的导数: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--称为链式法则。

扩展资料:

求导是微积分的基础,同时也是微积分计算的一个重要的支柱。物理学、几何学、经济学等学科中的一些重要概念都可以用导数来表示。如导数可以表示运动物体的瞬时速度和加速度、可以表示曲线在一点的斜率、还可以表示经济学中的边际和弹性。

数学中的名词,即对函数进行求导,用  表示。

反函数求导法则:

若函数  严格单调且可导,则其反函数  的导数存在且  。

复合函数求导法则:

若  在点x可导  在相应的点u也可导,则其复合函数  在点x可导且  。

隐函数求导法则:

若  中存在隐函数  ,这里仅是说y为一个x的函数并非说y一定被反解出来为显式表达。即  ,尽管y未反解出来,只要y关于x的隐函数存在且可导,我们利用复合函数求导法则则仍可以求出其反函数。

参考资料:

——求导

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'·uⅹ',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。

复合函数求导公式:①设u=g(x),对f(u)求导得:f'(x)=f'(u)g'(x),设u=g(x),a=p(u),对f(a)求导得:f'(x)=f'(a)p'(u)g'(x)。

设函数y=f(u)的定义域为4102Du,值域为Mu,函数u=g(x)的定义域为Dx,值域为Mx,如果 Mx∩Du≠Ø,那么对于Mx∩Du内的任意一个x经过u,有唯一确定的y值与之对应,则变量x与y 之间通过变量u形成的一种函数关系,记为: y=f[g(x)],其中x称为自变量,u为中间变量,y为因变量(即函数)1653。

扩展资料

可以通过观察自变量的形式来确定此函数是否为复合函数。举个例子,如f(x)=sin(x),自变量是x,这就是个简单的函数。

再如f(x)=sin²(x),虽说自变量仍然是x,但原函数也可以换个角度,看作f(u)=u²,自变量是u=sin(x),这样的话,sin²(x)就是个复合函数了。

设函数Y=f(u)的定义域为D,函数u=φ(x)的值域为Z,如果D∩Z,则y通过u构成x的函数,称为x的复合函数,记作Y=f[φ(x)]。x为自变量,y为因变量,而u称为中间变量。

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