在微積分中,求導是一個重要的概念,涉及到函數變化率的計算。以下是24個基本求導公式的介紹,這些公式為求解各種函數的導數提供了基礎。
1. 導數定義
導數的定義:
f′(x)=lim?h→0f(x+h)?f(x)hf'(x)=\lim_{h\to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}f′(x)=limh→0?hf(x+h)?f(x)?
2. 基本求導公式
常數函數:
f(x)=a?f′(x)=0f(x)=a\Rightarrow f'(x)=0f(x)=a?f′(x)=0
冪函數:
當 nnn 為正整數:
f(x)=xn?f′(x)=nxn?1f(x)=x^n\Rightarrow f'(x)=nx^{n-1}f(x)=xn?f′(x)=nxn?1
當 aaa 為任意實數:
f(x)=xa?f′(x)=axa?1f(x)=x^a\Rightarrow f'(x)=ax^{a-1}f(x)=xa?f′(x)=axa?1
指數函數:
f(x)=ax?f′(x)=axln?a,a>0,a≠1f(x)=a^x\Rightarrow f'(x)=a^x\ln a,\quad a>0,a\neq 1f(x)=ax?f′(x)=axlna,a>0,a=1
對數函數:
f(x)=log?ax?f′(x)=1xln?a,a>0,a≠1f(x)=\log_a x\Rightarrow f'(x)=\frac{1}{x\ln a},\quad a>0,a\neq 1f(x)=loga?x?f′(x)=xlna1?,a>0,a=1
三角函數:
正弦函數:
f(x)=sin?x?f′(x)=cos?xf(x)=\sin x\Rightarrow f'(x)=\cos xf(x)=sinx?f′(x)=cosx
余弦函數:
f(x)=cos?x?f′(x)=?sin?xf(x)=\cos x\Rightarrow f'(x)=-\sin xf(x)=cosx?f′(x)=?sinx
正切函數:
f(x)=tan?x?f′(x)=sec?2xf(x)=\tan x\Rightarrow f'(x)=\sec^2xf(x)=tanx?f′(x)=sec2x
反三角函數:
反正弦函數:
f(x)=arcsin?x?f′(x)=11?x2f(x)=\arcsin x\Rightarrow f'(x)=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}f(x)=arcsinx?f′(x)=1?x2反余弦函數:
f(x)=arccos?x?f′(x)=?11?x2f(x)=\arccos x\Rightarrow f'(x)=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}f(x)=arccosx?f′(x)=?1?x2反正切函數:
f(x)=arctan?x?f′(x)=11+x2f(x)=\arctan x\Rightarrow f'(x)=\frac{1}{1+x^2}f(x)=arctanx?f′(x)=1+x21?
3. 導數運算法則
和的導數:
(f+g)′=f′+g′(f+g)'=f'+g'(f+g)′=f′+g′
差的導數:
(f?g)′=f′?g′(f-g)'=f'-g'(f?g)′=f′?g′
積的導數:
(fg)′=f′g+fg′(fg)'=f'g+fg'(fg)′=f′g+fg′
商的導數:
(f/g)′=f′g?fg′g2(f/g)'=\frac{f'g-fg'}{g^2}(f/g)′=g2f′g?fg′?
復合函數的導數(鏈式法則):
(f(g(x)))′=f′(g(x))g′(x)(f(g(x)))'=f'(g(x))g'(x)(f(g(x)))′=f′(g(x))g′(x)
倒數的導數:
(1/f)′=?f′f2(1/f)'=-\frac{f'}{f^2}(1/f)′=?f2f′?
反函數的導數:
(f?1(y))′=1f′(x)(f^{-1}(y))'=\frac{1}{f'(x)}(f?1(y))′=f′(x)1?
4. 總結
這些基本求導公式為我們提供了計算各種類型函數導數的工具。掌握這些公式不僅能幫助解決數學問題,還能在物理、工程等領域中應用,分析變化率和趨勢。
文章標題:24個基本求導公式
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