考研数一|导数的计算(笔记)V2

本文围绕导数计算展开,介绍了16个求导公式,包括基本初等函数的求导公式,要求记忆并能推导。阐述了四则运算、复合函数、反函数等求导法则及推导公式。还列举了幂指函数、隐函数、参数方程、抽象函数等常考题型的求导方法及示例。

导数的计算
基本概念
求导公式
14个求导公式
1.(C)′=0 1.\qquad{\left ( C \right )}' =0 1.(C)=0
2.(xa)′=axa−1 2.\qquad{\left( x^{a} \right)}'=ax^{a-1} 2.(xa)=axa1
3.(ex)′=ex 3.\qquad{\left( e^{x} \right)}'=e^{x} 3.(ex)=ex
4.(ln⁡x)′=1x 4.\qquad{\left(\ln x \right)}'=\frac{1}{x} 4.(lnx)=x1
5.(sin⁡x)′=cos⁡x正弦的导数等于余弦 5.\qquad \begin{array}{} (\sin x)'=\cos x\\ 正弦的导数等于余弦 \end{array} 5.(sinx)=cosx正弦的导数等于余弦
6.(cos⁡x)′=−sin⁡x余弦的导数等于负的正弦 6.\qquad \begin{array}{} (\cos x)'=-\sin x\\ 余弦的导数等于负的正弦 \end{array} 6.(cosx)=sinx余弦的导数等于负的正弦
7.(tan⁡x)′=sec⁡2x正切的导数等于正割的平方 7.\qquad \begin{array}{} (\tan x)'=\sec^2x\\ 正切的导数等于正割的平方 \end{array} 7.(tanx)=sec2x正切的导数等于正割的平方
8.(cot⁡x)′=−csc⁡2x余切的导数等于负的余割的平方 8.\qquad \begin{array}{} (\cot x)'=-\csc^2x\\余切的导数等于负的余割的平方 \end{array} 8.(cotx)=csc2x余切的导数等于负的余割的平方
9.(sec⁡x)′=sec⁡xtan⁡x正割的导数等于正割乘正切 9.\qquad \begin{array}{} (\sec x)'=\sec x\tan x\\正割的导数等于正割乘正切 \end{array} 9.(secx)=secxtanx正割的导数等于正割乘正切
10.(csc⁡x)′=−csc⁡xcot⁡x余割的导数负的余割乘余切 10.\qquad \begin{array}{} (\csc x)'=-\csc x\cot x\\余割的导数负的余割乘余切 \end{array} 10.(cscx)=cscxcotx余割的导数负的余割乘余切
11.(arctan⁡x)′=11+x2 11.\qquad(\arctan x)'=\frac{1}{1+x^2} 11.(arctanx)=1+x21
tan⁡a=xarctan⁡x=a(arctan⁡x)′=12(1+x2)2=11+x2 \begin{array}{} \tan a=x\\arc\tan x=a\\(\arctan x)'=\frac{1^2}{(\sqrt{ 1+x^2 })^2}=\frac{1}{1+x^2} \end{array} tana=xarctanx=a(arctanx)=(1+x2)212=1+x21
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12.(arccotx)′=−11+x2 12.\qquad(arccot x)'=-\frac{1}{1+x^2} 12.(arccotx)=1+x21
13.(arcsin⁡x)′=11−x2 13.\qquad(\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{ 1-x^2 }} 13.(arcsinx)=1x21
14.(arccos⁡x)′=−11−x2 14.\qquad(\arccos x)'=-\frac{1}{\sqrt{ 1-x^2 }} 14.(arccosx)=1x21
15.(ax)′=ax⋅ln⁡a 15.\qquad(a^x)'=a^x\cdot \ln a 15.(ax)=axlna
16.(log⁡ax)′=1xln⁡a 16.\qquad(\log_{a}^{x})'=\frac{1}{x\ln a} 16.(logax)=xlna1
公式要求
1. 记忆
2. 推导
1. 基本求导公式 用极限推导
2. 拓展求导公式 用求导法则推导
3. 倒背如流 为求积分服务

	(常)'=0
	(幂)'=幂
	(指)'=指
	(对)'=幂
	(三角)'=三角
	(反三角)'=幂

求导法则
所有的函数都能由基本的初等函数通过三种运算法则泛化而成
四则运算法则

设函数f(x)f(x)f(x)g(x)g(x)g(x)均可导,则
KaTeX parse error: Undefined control sequence: \displaylines at position 2: \̲d̲i̲s̲p̲l̲a̲y̲l̲i̲n̲e̲s̲{ [f(x)\pm g(x)…

推导公式
1.(tan⁡x)′=(sin⁡xcos⁡x)′=(sin⁡x)′cos⁡x−sin⁡x(cos⁡x)′cos⁡2x=cos⁡x⋅cos⁡x−sin⁡x⋅(−sin⁡x)cos⁡x⋅cos⁡x=cos⁡2x+sin⁡2xcos⁡2x=1cos⁡2x=sec⁡2x 1.\qquad \begin{array}{} (\tan x)^{\prime}=\left(\frac{\sin x}{\cos x}\right)^{\prime}=\frac{(\sin x)^{\prime} \cos x-\sin x(\cos x)^{\prime}}{\cos ^{2} x} \\ =\frac{\cos x \cdot \cos x-\sin x \cdot(-\sin x)}{\cos x \cdot \cos x} \\ =\frac{\cos ^{2} x+\sin ^{2} x}{\cos ^{2} x}=\frac{1}{\cos ^{2} x}=\sec ^{2} x \\ \end{array} 1.(tanx)=(cosxsinx)=cos2x(sinx)cosxsinx(cosx)=cosxcosxcosxcosxsinx(sinx)=cos2xcos2x+sin2x=cos2x1=sec2x
2.(cot⁡x)′=(cos⁡xsin⁡x)′=(cos⁡x)′sin⁡x−cos⁡x(sin⁡x)′sin⁡2x=−sin⁡x⋅sin⁡x−cos⁡x⋅(cos⁡x)sin⁡x⋅sin⁡x=−sin⁡2x−cos⁡2xsin⁡2x=−1sin⁡2x=−csc⁡2x 2.\qquad \begin{array}{} (\cot x)^{\prime}=\left(\frac{\cos x}{\sin x}\right)^{\prime}=\frac{(\cos x)^{\prime} \sin x-\cos x(\sin x)^{\prime}}{\sin ^{2} x} \\ =\frac{-\sin x \cdot \sin x-\cos x \cdot(\cos x)}{\sin x \cdot \sin x} \\ =\frac{-\sin ^{2} x-\cos ^{2} x}{\sin ^{2} x}=-\frac{1}{\sin ^{2} x}=-\csc ^{2} x \\ \end{array} 2.(cotx)=(sinxcosx)=sin2x(cosx)sinxcosx(sinx)=sinxsinxsinxsinxcosx(cosx)=sin2xsin2xcos2x=sin2x1=csc2x
3.(sec⁡x)′=(1cos⁡x)′=(1)′⋅cos⁡x−1⋅(cos⁡x)′cos⁡2x=0⋅cos⁡x−1⋅(−sin⁡x)cos⁡x⋅cos⁡x=sin⁡xcos⁡2x=sin⁡xcos⁡x1cos⁡x=sec⁡x⋅tan⁡x 3.\qquad \begin{array}{} (\sec x)^{\prime}=\left(\frac{1}{\cos x}\right)^{\prime}=\frac{(1)^{\prime} \cdot \cos x-1 \cdot(\cos x)^{\prime}}{\cos ^{2} x} \\ =\frac{0 \cdot \cos x-1 \cdot(-\sin x)}{\cos x \cdot \cos x} \\ =\frac{\sin x}{\cos ^{2} x}=\frac{\sin x}{\cos x} \frac{1}{\cos x}=\sec x \cdot \tan x \\ \end{array} 3.(secx)=(cosx1)=cos2x(1)cosx1(cosx)=cosxcosx0cosx1(sinx)=cos2xsinx=cosxsinxcosx1=secxtanx
4.(csc⁡x)′=(1sin⁡x)′=(1)′⋅sin⁡x−1⋅(sin⁡x)′sin⁡2x=0⋅sin⁡x−1⋅(cos⁡x)sin⁡x⋅sin⁡x=−cos⁡xsin⁡2x=−cos⁡xsin⁡x1sin⁡x=−csc⁡x⋅cot⁡x 4.\qquad \begin{array}{} (\csc x)^{\prime}=\left(\frac{1}{\sin x}\right)^{\prime}=\frac{(1)^{\prime} \cdot \sin x-1 \cdot(\sin x)^{\prime}}{\sin ^{2} x} \\ =\frac{0 \cdot \sin x-1 \cdot(\cos x)}{\sin x \cdot \sin x} \\ =\frac{-\cos x}{\sin ^{2} x}=-\frac{\cos x}{\sin x} \frac{1}{\sin x}=-\csc x \cdot \cot x \\ \end{array} 4.(cscx)=(sinx1)=sin2x(1)sinx1(sinx)=sinxsinx0sinx1(cosx)=sin2xcosx=sinxcosxsinx1=cscxcotx

复合函数求导法则
定理:设y=f(u),u=g(x)y=f(u),u=g(x)y=f(u),u=g(x) ,如果g(x)g(x)g(x)xxx处可导,且f(u)f(u)f(u)在对应的u=g(x)u=g(x)u=g(x)处可导,则复合函数y=f(g(x))y=f(g(x))y=f(g(x))xxx处可导,且有:
[f(g(x))]′=f′(g(x))g′(x)或dydx=dydududx [f(g(x))]'=f'(g(x))g'(x)或\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\frac{du}{dx} [f(g(x))]=f(g(x))g(x)dxdy=dudydxdu

分层
分层的依据是能出现在16个求导公式当中
外层求导内层不动,内层求导内内层不动,直至最内一层(16个中1个)

推导公式
eln⁡f(x)=f(x) e^{\ln f(x)}=f(x) elnf(x)=f(x)
ln⁡a+ln⁡b=ln⁡ab \ln a+\ln b=\ln ab lna+lnb=lnab
kln⁡a=ln⁡ak k\ln a=\ln a^k klna=lnak
(ax)′=(exln⁡a)′=exln⁡a⋅(xln⁡a)′=exln⁡a⋅ln⁡a=ax⋅ln⁡a (a^x)'=(e^{x\ln a})'=e^{x\ln a}\cdot(x\ln a)'=e^{x\ln a}\cdot \ln a=a^x\cdot \ln a (ax)=(exlna)=exlna(xlna)=exlnalna=axlna
例1
f(x)=ln⁡(x+1+x2) f(x)=\ln(x+\sqrt{ 1+x^2 }) f(x)=ln(x+1+x2)
f′(x)=(x+1+x2)′x+1+x2=1+x1+x2x+1+x2=1+x2+x1+x2x+1+x2=11+x2 f'(x)=\frac{(x+\sqrt{ 1+x^2 })'}{x+\sqrt{ 1+x^2 }}=\frac{1+\frac{x}{\sqrt{ 1+x^2 }}}{x+\sqrt{ 1+x^2 }}=\frac{\frac{\sqrt{ 1+x^2 }+x}{\sqrt{ 1+x^2 }}}{x+\sqrt{ 1+x^2 }}=\frac{1}{\sqrt{ 1+x^2 }} f(x)=x+1+x2(x+1+x2)=x+1+x21+1+x2x=x+1+x21+x21+x2+x=1+x21
(1+x2)′=((1+x2)12)′=12(1+x2)−12⋅(1+x2)′=12(1+x2)−12⋅2x=x1+x2 \begin{array}{} (\sqrt{ 1+x^2 })'=((1+x^2)^{\frac{1}{2}})'=\frac{1}{2}(1+x^2)^{-\frac{1}{2}}\cdot(1+x^2)'\\ =\frac{1}{2}(1+x^2)^{-\frac{1}{2}}\cdot2x=\frac{x}{\sqrt{ 1+x^2 }} \end{array} (1+x2)=((1+x2)21)=21(1+x2)21(1+x2)=21(1+x2)212x=1+x2x
例2
f(x)=ln⁡(csc⁡x−cot⁡x)(0<x<π2) f(x)=\ln(\csc x-\cot x)(0<x<\frac{\pi}{2}) f(x)=ln(cscxcotx)(0<x<2π)
f′(x)=(csc⁡x−cot⁡x)′csc⁡x−cot⁡x=−csc⁡xcot⁡x−(−csc⁡2x)csc⁡x−cot⁡x=csc⁡x(−cot⁡x+csc⁡x)csc⁡x−cot⁡x=csc⁡x \begin{array}{} f'(x)=\frac{(\csc x-\cot x)'}{\csc x-\cot x}=\frac{-\csc x\cot x-(-\csc^2x)}{\csc x-\cot x}\\ =\frac{\csc x(-\cot x+\csc x)}{\csc x-\cot x}=\csc x \end{array} f(x)=cscxcotx(cscxcotx)=cscxcotxcscxcotx(csc2x)=cscxcotxcscx(cotx+cscx)=cscx
例3
f(x)=ln⁡(sec⁡x−tan⁡x)(0<x<π2) f(x)=\ln(\sec x-\tan x)(0<x<\frac{\pi}{2}) f(x)=ln(secxtanx)(0<x<2π)
f′(x)=(sec⁡x−tan⁡x)′sec⁡x−tan⁡x=−sec⁡xtan⁡x−(−sec⁡2x)sec⁡x−tan⁡x=sec⁡x(−tan⁡x+sec⁡x)sec⁡x−tan⁡x=sec⁡x \begin{array}{} f'(x)=\frac{(\sec x-\tan x)'}{\sec x-\tan x}=\frac{-\sec x\tan x-(-\sec^2x)}{\sec x-\tan x}\\ =\frac{\sec x(-\tan x+\sec x)}{\sec x-\tan x}=\sec x \end{array} f(x)=secxtanx(secxtanx)=secxtanxsecxtanx(sec2x)=secxtanxsecx(tanx+secx)=secx

反函数求导法则
取倒数
定理:设函数f(x)f(x)f(x)可导且f′(x)≠0f'(x)\ne0f(x)=0,其反函数为x=f−1(y)x=f^{-1}(y)x=f1(y),则
(f−1(y))′=dxdy=1dydx=1f′(x)=1f′(f−1(y)) (f^{-1}(y))'=\frac{dx}{dy}=\frac{1}{\frac{dy}{dx}}=\frac{1}{f'(x)}=\frac{1}{f'(f^{-1}(y))} (f1(y))=dydx=dxdy1=f(x)1=f(f1(y))1

推导公式
(arcsin⁡x)′=1(sin⁡y)′=1cos⁡y=11−x2y=arcsin⁡x原函数:x=sin⁡ycos⁡y=1−sin⁡2y=1−x2(arccos⁡x)′=1(cos⁡y)′=−1sin⁡y=−11−x2y=arccos⁡x原函数:x=cos⁡ysin⁡y=1−cos⁡2y=1−x2(arctan⁡x)′=1(tan⁡y)′=1sec⁡2y=11+x2y=arctan⁡x原函数:x=tan⁡ysec⁡2y=1+tan⁡2y=1+x2(arccot⁡x)′=1(cot⁡y)′=−1csc⁡2y=−11+x2y=arccot⁡x原函数:x=cot⁡ycsc⁡2y=1+cot⁡2y=1+x2 \begin{array}{} (\arcsin x)^{\prime}=\frac{1}{(\sin y)^{\prime}}=\frac{1}{\cos y}=\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}\\ y=\arcsin x {\qquad} 原函数: x=\sin y\\ \cos y=\sqrt{1-\sin ^{2} y}=\sqrt{1-x^{2}} \\ (\arccos x)^{\prime}=\frac{1}{(\cos y)^{\prime}}=-\frac{1}{\sin y}=-\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}\\ y=\arccos x {\qquad}原函数: x=\cos y\\ \sin y=\sqrt{1-\cos ^{2} y}=\sqrt{1-x^{2}} \\ (\arctan x)^{\prime}=\frac{1}{(\tan y)^{\prime}}=\frac{1}{\sec ^{2} y}=\frac{1}{1+x^{2}}\\ y=\arctan x {\qquad}原函数: x=\tan y\\ \sec ^{2} y=1+\tan ^{2} y=1+x^{2} \\ (\operatorname{arccot} x)^{\prime}=\frac{1}{(\cot y)^{\prime}}=-\frac{1}{\csc ^{2} y}=-\frac{1}{1+x^{2}}\\ y=\operatorname{arccot} x {\qquad}原函数: x=\cot y \\ \csc ^{2} y=1+\cot ^{2} y=1+x^{2}\\ \end{array} (arcsinx)=(siny)1=cosy1=1x21y=arcsinx原函数:x=sinycosy=1sin2y=1x2(arccosx)=(cosy)1=siny1=1x21y=arccosx原函数:x=cosysiny=1cos2y=1x2(arctanx)=(tany)1=sec2y1=1+x21y=arctanx原函数:x=tanysec2y=1+tan2y=1+x2(arccotx)=(coty)1=csc2y1=1+x21y=arccotx原函数:x=cotycsc2y=1+cot2y=1+x2
常考题型

幂指函数求导
形如f(x)=u(x)v(x)f(x)=u(x)^{v(x)}f(x)=u(x)v(x)的函数,其中u(x)u(x)u(x)v(x)v(x)v(x)均不为常数,称为幂指函数,对幂指函数的处理方式是进行对数恒等变形:
f(x)=u(x)v(x)=ev(x)ln⁡u(x) f(x)=u(x)^{v(x)}=e^{v(x)\ln u(x)} f(x)=u(x)v(x)=ev(x)lnu(x)

幂函数:底数为变量,指数为常量
指数函数,底数为常量,指数为变量
幂指函数,底数为变量,指数为变量

例1
eln⁡x=x,ln⁡xk=kln⁡x,ln⁡x+ln⁡y=ln⁡xy e^{\ln x}=x,\qquad\ln x^k=k\ln x,\qquad\ln x+\ln y=\ln xy elnx=x,lnxk=klnx,lnx+lny=lnxy
xx=eln⁡xx=exln⁡x x^x=e^{\ln x^x}=e^{x\ln x} xx=elnxx=exlnx
(xx)′=(exln⁡x)′=exln⁡x⋅(ln⁡x+x⋅1x)=xx(ln⁡x+1) (x^x)'=(e^{x\ln x})'=e^{x\ln x}\cdot(\ln x+x\cdot\frac{1}{x})=x^x(\ln x+1) (xx)=(exlnx)=exlnx(lnx+xx1)=xx(lnx+1)
例2
f(x)=(xx)x+xxx(xx)x=eln⁡(xx)x=exln⁡(xx)=ex⋅xln⁡x=ex2ln⁡x \begin{array}{} f(x)=(x^x)^x+x^{x^x}\\ (x^x)^x=e^{\ln(x^x)^x}=e^{x\ln(x^x)}=e^{x\cdot x\ln x}=e^{x^2\ln x}\\ \end{array} f(x)=(xx)x+xxx(xx)x=eln(xx)x=exln(xx)=exxlnx=ex2lnx
((xx)x)′=(ex2ln⁡x)′=ex2ln⁡x(2xln⁡x+x2⋅1x)=(xx)x⋅x(2ln⁡x+1) \begin{array}{} ((x^x)^x)'=(e^{x^2\ln x})'=e^{x^2\ln x}(2x\ln x+x^2\cdot\frac{1}{x})\\ =(x^x)^x\cdot x(2\ln x+1) \end{array} ((xx)x)=(ex2lnx)=ex2lnx(2xlnx+x2x1)=(xx)xx(2lnx+1)
(xxx)′=((x)xx)′=(eln⁡(x)xx)′=(exxln⁡x)′=exxln⁡x(xx⋅1x+(xx)′ln⁡x)=exxln⁡x(xx⋅x−1+ln⁡x⋅xx(ln⁡x+1))=xxx(xx−1+xx(ln⁡2x+ln⁡x)) \begin{array}{} (x^{x^x})'=((x)^{x^x})'=(e^{\ln (x)^{x^x}})'=(e^{x^x\ln x})'\\ =e^{x^x\ln x}(x^x\cdot\frac{1}{x}+(x^x)'\ln x)=e^{x^x\ln x}(x^x\cdot x^{-1}+\ln x\cdot x^x(\ln x+1))\\ =x^{x^x}(x^{x-1}+x^x(\ln^2x+\ln x))\\ \end{array} (xxx)=((x)xx)=(eln(x)xx)=(exxlnx)=exxlnx(xxx1+(xx)lnx)=exxlnx(xxx1+lnxxx(lnx+1))=xxx(xx1+xx(ln2x+lnx))
f′(x)=(xx)x⋅x(2ln⁡x+1)+xxx(xx−1+xx(ln⁡2x+ln⁡x)) f'(x)=(x^x)^x\cdot x(2\ln x+1)+x^{x^x}(x^{x-1}+x^x(\ln^2x+\ln x)) f(x)=(xx)xx(2lnx+1)+xxx(xx1+xx(ln2x+lnx))

隐函数求导
设函数 y=f(x)y=f(x)y=f(x) 是由方程 F(x,y)=0F(x,y)=0F(x,y)=0 所确定的隐函数,要计算 y′y'y ,则在方程 F(x,y)=0F(x,y)=0F(x,y)=0 两边同时对 xxx 求导,再解方程即可得到 y′y'y.
【注】 yyy 要看成 xxx 的函数 f(x)f(x)f(x) ,再运用复合函数求导法则求导

例1
参数方程求导
(1)参数方程的一阶导数设{x=x(t)y=y(t),则dydx=dydt⋅dtdx=dydt/dxdt=y′(t)x′(t)(2)参数方程的二阶导数d2ydx2=ddt(dydx)/dxdt \begin{array}{} (1)\qquad参数方程的一阶导数\\ 设\left\{\begin{matrix} x=x(t) \\ y=y(t) \end{matrix}\right. ,则\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{dt}\cdot\frac{dt}{dx}=\frac{dy}{dt}/\frac{dx}{dt}=\frac{y'(t)}{x'(t)}\\ (2)\qquad参数方程的二阶导数\\ \frac{d^2y}{dx^2}=\frac{d}{dt}(\frac{dy}{dx})/\frac{dx}{dt} \end{array} (1)参数方程的一阶导数{x=x(t)y=y(t),则dxdy=dtdydxdt=dtdy/dtdx=x(t)y(t)(2)参数方程的二阶导数dx2d2y=dtd(dxdy)/dtdx
例1
{x=2cos⁡4ty=2sin⁡4t,(0<t<π2) \begin{cases} x=2\cos^4t \\ y=2\sin^4t \end{cases},(0<t<\frac{\pi}{2}) {x=2cos4ty=2sin4t,(0<t<2π)
dydx=y′(t)x′(t)=(2sin⁡4t)′(2cos⁡4t)′=8sin⁡3t⋅cos⁡t8cos⁡3t⋅(−sin⁡t)=−tan⁡2t \frac{dy}{dx}=\frac{y'(t)}{x'(t)}=\frac{(2\sin^4t)'}{(2\cos^4t)'}=\frac{8\sin^3t\cdot \cos t}{8\cos^3t\cdot(-\sin t)}=-\tan^2t dxdy=x(t)y(t)=(2cos4t)(2sin4t)=8cos3t(sint)8sin3tcost=tan2t
d2ydx2=d(dydx)dx=d(−tan⁡2t)dx=d(−tan⁡2t)dt⋅1dxdt=−2tan⁡tsec⁡2t18cos⁡3t(−sin⁡t)=14cos⁡6t \begin{array}{} \frac{d^2y}{dx^2}=\frac{d(\frac{dy}{dx})}{dx}=\frac{d(-\tan^2t)}{dx}=\frac{d(-\tan^2t)}{dt}\cdot\frac{1}{\frac{dx}{dt}}\\ =-2\tan t\sec ^2t\frac{1}{8\cos^3t(-\sin t)}=\frac{1}{4\cos^6t} \end{array} dx2d2y=dxd(dxdy)=dxd(tan2t)=dtd(tan2t)dtdx1=2tantsec2t8cos3t(sint)1=4cos6t1
例2
{x=ln⁡31−t2y=arcsin⁡t,(0<t<1) \begin{cases} x=\ln^3\sqrt{ 1-t^2 } \\ y=\arcsin t \end{cases},(0<t<1) {x=ln31t2y=arcsint,(0<t<1)
dydx=y′(t)x′(t)=(arcsin⁡t)′(ln⁡31−t2)′=11−t213−2t1−t2=−31−t22t \frac{dy}{dx}=\frac{y'(t)}{x'(t)}=\frac{(\arcsin t)'}{(\ln^3\sqrt{ 1-t^2 })'}=\frac{\frac{1}{\sqrt{ 1-t^2 }}}{\frac{1}{3}\frac{-2t}{1-t^2}}=-\frac{3\sqrt{ 1-t^2 }}{2t} dxdy=x(t)y(t)=(ln31t2)(arcsint)=311t22t1t21=2t31t2
d2ydx2=d(−31−t22t)dt1dxdt=−32(−2t21−t2⋅t−1−t2t2)⋅113−2t1−t2=94(−t2)1−t2−1−t2(1−t2)t3=941−t2−1t3=−941−t2t3 \begin{array}{} \frac{d^2y}{dx^2}=\frac{d(-\frac{3\sqrt{ 1-t^2 }}{2t})}{dt}\frac{1}{\frac{dx}{dt}}=-\frac{3}{2}(\frac{\frac{-2t}{2\sqrt{ 1-t^2 }}\cdot t-\sqrt{ 1-t^2 }}{t^2})\cdot\frac{1}{\frac{1}{3}\frac{-2t}{1-t^2}}\\ =\frac{9}{4}\frac{(-t^2)\sqrt{ 1-t^2 }-\sqrt{ 1-t^2 }(1-t^2)}{t^3}\\ =\frac{9}{4}\sqrt{ 1-t^2 }\frac{-1}{t^3}=-\frac{9}{4}\frac{\sqrt{ 1-t^2 }}{t^3} \end{array} dx2d2y=dtd(2t31t2)dtdx1=23(t221t22tt1t2)311t22t1=49t3(t2)1t21t2(1t2)=491t2t31=49t31t2

抽象函数
不给出具体解析式,只给出函数的特殊条件或特征的函数即抽象函数

例1
y=axf(ln⁡x),(a>0且a≠1) y=a^xf(\ln x),(a>0且a \ne 1) y=axf(lnx),(a>0a=1)
dydx=ax⋅ln⁡a⋅f(ln⁡x)+ax⋅(f(ln⁡x))′=ln⁡a⋅ax⋅f(ln⁡x)+ax⋅f′(ln⁡x)⋅(ln⁡x)′=ln⁡a⋅axf(ln⁡x)+ax⋅1xf′(ln⁡x) \begin{array}{} \frac{dy}{dx}=a^x\cdot \ln a\cdot f(\ln x)+a^x\cdot(f(\ln x))'\\ =\ln a\cdot a^x\cdot f(\ln x)+a^x\cdot f'(\ln x)\cdot(\ln x)'\\ =\ln a\cdot a^xf(\ln x)+a^x\cdot\frac{1}{x}f'(\ln x) \end{array} dxdy=axlnaf(lnx)+ax(f(lnx))=lnaaxf(lnx)+axf(lnx)(lnx)=lnaaxf(lnx)+axx1f(lnx)

f(x)=sin⁡xf′(x)=cos⁡x(f(x2))′=(sin⁡x2)′=2xcos⁡x2f′(x2)=cos⁡x2 \begin{array}{} f(x)=\sin x\\ f'(x)=\cos x\\ (f(x^2))'=(\sin x^2)'=2x\cos x^2\\ f'(x^2)=\cos x^2 \end{array} f(x)=sinxf(x)=cosx(f(x2))=(sinx2)=2xcosx2f(x2)=cosx2
例2
y=f(x+y)dydx=f′(x+y)⋅(1+dydx)=f′(x+y)1−f′(x+y)d2ydx2=f′′(x+y)⋅(1+dydx)(1+dydx)+f′(x+y)(d2ydx2)=f′′(x+y)(1+dydx)21−f′(x+y)=f′′1(1−f′)21−f′=f′′(1−f′)3 \begin{array}{} y=f(x+y)\\ \frac{dy}{dx}=f'(x+y)\cdot(1+\frac{dy}{dx})=\frac{f'(x+y)}{1-f'(x+y)}\\ \frac{d^2y}{dx^2}=f''(x+y)\cdot(1+\frac{dy}{dx})(1+\frac{dy}{dx})+f'(x+y)(\frac{d^2y}{dx^2})\\ =\frac{f''(x+y)(1+\frac{dy}{dx})^2}{1-f'(x+y)}=\frac{f''\frac{1}{(1-f')^2}}{1-f'}=\frac{f''}{(1-f')^3} \end{array} y=f(x+y)dxdy=f(x+y)(1+dxdy)=1f(x+y)f(x+y)dx2d2y=f′′(x+y)(1+dxdy)(1+dxdy)+f(x+y)(dx2d2y)=1f(x+y)f′′(x+y)(1+dxdy)2=1ff′′(1f)21=(1f)3f′′

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