常用函数的求导规则

常见函数的导数规则包括以下几种:

  1. 常数函数
    d d x [ c ] = 0 \frac{d}{dx}[c] = 0 dxd[c]=0
    常数函数的导数为0。

  2. 幂函数
    d d x [ x n ] = n ⋅ x n − 1 \frac{d}{dx}[x^n] = n \cdot x^{n-1} dxd[xn]=nxn1
    对于任意实数 n n n,幂函数的导数为 n ⋅ x n − 1 n \cdot x^{n-1} nxn1

  3. 指数函数
    d d x [ a x ] = a x ⋅ ln ⁡ ( a ) \frac{d}{dx}[a^x] = a^x \cdot \ln(a) dxd[ax]=axln(a)
    对于常数 a > 0 a > 0 a>0,指数函数的导数为 a x ⋅ ln ⁡ ( a ) a^x \cdot \ln(a) axln(a)

  4. 自然指数函数
    d d x [ e x ] = e x \frac{d}{dx}[e^x] = e^x dxd[ex]=ex
    自然指数函数的导数是它本身。

  5. 对数函数
    d d x [ ln ⁡ ( x ) ] = 1 x \frac{d}{dx}[\ln(x)] = \frac{1}{x} dxd[ln(x)]=x1
    自然对数函数的导数是 $\frac{1}{x} $。

  6. 正弦函数
    d d x [ sin ⁡ ( x ) ] = cos ⁡ ( x ) \frac{d}{dx}[\sin(x)] = \cos(x) dxd[sin(x)]=cos(x)
    正弦函数的导数是余弦函数。

  7. 余弦函数
    d d x [ cos ⁡ ( x ) ] = − sin ⁡ ( x ) \frac{d}{dx}[\cos(x)] = -\sin(x) dxd[cos(x)]=sin(x)
    余弦函数的导数是负的正弦函数。

  8. 正切函数
    d d x [ tan ⁡ ( x ) ] = sec ⁡ 2 ( x ) \frac{d}{dx}[\tan(x)] = \sec^2(x) dxd[tan(x)]=sec2(x)
    正切函数的导数是正割的平方。

  9. 反正弦函数
    d d x [ sin ⁡ − 1 ( x ) ] = 1 1 − x 2 \frac{d}{dx}[\sin^{-1}(x)] = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dxd[sin1(x)]=1x2 1
    反正弦函数的导数为 1 1 − x 2 \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} 1x2 1

  10. 反余弦函数
    d d x [ cos ⁡ − 1 ( x ) ] = − 1 1 − x 2 \frac{d}{dx}[\cos^{-1}(x)] = -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dxd[cos1(x)]=1x2 1
    反余弦函数的导数为 − 1 1 − x 2 -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} 1x2 1

  11. 反正切函数
    d d x [ tan ⁡ − 1 ( x ) ] = 1 1 + x 2 \frac{d}{dx}[\tan^{-1}(x)] = \frac{1}{1 + x^2} dxd[tan1(x)]=1+x21
    反正切函数的导数为 1 1 + x 2 \frac{1}{1 + x^2} 1+x21

  12. 乘法法则(乘积法则):
    d d x [ u ( x ) ⋅ v ( x ) ] = u ′ ( x ) ⋅ v ( x ) + u ( x ) ⋅ v ′ ( x ) \frac{d}{dx}[u(x) \cdot v(x)] = u'(x) \cdot v(x) + u(x) \cdot v'(x) dxd[u(x)v(x)]=u(x)v(x)+u(x)v(x)
    乘法法则用于求两个函数的乘积的导数。

  13. 链式法则
    d d x [ f ( g ( x ) ) ] = f ′ ( g ( x ) ) ⋅ g ′ ( x ) \frac{d}{dx}[f(g(x))] = f'(g(x)) \cdot g'(x) dxd[f(g(x))]=f(g(x))g(x)
    链式法则用于复合函数的导数。

  14. 商法则(商的导数法则):
    d d x [ u ( x ) v ( x ) ] = v ( x ) ⋅ u ′ ( x ) − u ( x ) ⋅ v ′ ( x ) v ( x ) 2 \frac{d}{dx}\left[\frac{u(x)}{v(x)}\right] = \frac{v(x) \cdot u'(x) - u(x) \cdot v'(x)}{v(x)^2} dxd[v(x)u(x)]=v(x)2v(x)u(x)u(x)v(x)
    商法则用于求两个函数商的导数。

这些规则帮助我们计算各种常见函数的导数,可以通过这些基础规则推导出更多的导数。

常用的求导公式

包括以下几种:

  1. 常数函数的导数
    d d x [ c ] = 0 \frac{d}{dx}[c] = 0 dxd[c]=0
    其中, c c c是常数。

  2. 幂函数的导数
    d d x [ x n ] = n x n − 1 \frac{d}{dx}[x^n] = n x^{n-1} dxd[xn]=nxn1
    其中, n n n是常数。

  3. 指数函数的导数
    d d x [ e x ] = e x \frac{d}{dx}[e^x] = e^x dxd[ex]=ex
    d d x [ a x ] = a x ln ⁡ a \frac{d}{dx}[a^x] = a^x \ln a dxd[ax]=axlna
    其中, a a a为常数。

  4. 对数函数的导数
    d d x [ ln ⁡ x ] = 1 x \frac{d}{dx}[\ln x] = \frac{1}{x} dxd[lnx]=x1
    d d x [ log ⁡ a x ] = 1 x ln ⁡ a \frac{d}{dx}[\log_a x] = \frac{1}{x \ln a} dxd[logax]=xlna1
    其中,$a $是常数。

  5. 三角函数的导数
    d d x [ sin ⁡ x ] = cos ⁡ x \frac{d}{dx}[\sin x] = \cos x dxd[sinx]=cosx
    d d x [ cos ⁡ x ] = − sin ⁡ x \frac{d}{dx}[\cos x] = -\sin x dxd[cosx]=sinx
    d d x [ tan ⁡ x ] = sec ⁡ 2 x \frac{d}{dx}[\tan x] = \sec^2 x dxd[tanx]=sec2x
    d d x [ cot ⁡ x ] = − csc ⁡ 2 x \frac{d}{dx}[\cot x] = -\csc^2 x dxd[cotx]=csc2x
    d d x [ sec ⁡ x ] = sec ⁡ x tan ⁡ x \frac{d}{dx}[\sec x] = \sec x \tan x dxd[secx]=secxtanx
    d d x [ csc ⁡ x ] = − csc ⁡ x cot ⁡ x \frac{d}{dx}[\csc x] = -\csc x \cot x dxd[cscx]=cscxcotx

  6. 反三角函数的导数
    d d x [ sin ⁡ − 1 x ] = 1 1 − x 2 \frac{d}{dx}[\sin^{-1} x] = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dxd[sin1x]=1x2 1
    d d x [ cos ⁡ − 1 x ] = − 1 1 − x 2 \frac{d}{dx}[\cos^{-1} x] = -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dxd[cos1x]=1x2 1
    d d x [ tan ⁡ − 1 x ] = 1 1 + x 2 \frac{d}{dx}[\tan^{-1} x] = \frac{1}{1 + x^2} dxd[tan1x]=1+x21
    d d x [ cot ⁡ − 1 x ] = − 1 1 + x 2 \frac{d}{dx}[\cot^{-1} x] = -\frac{1}{1 + x^2} dxd[cot1x]=1+x21
    d d x [ sec ⁡ − 1 x ] = 1 ∣ x ∣ x 2 − 1 \frac{d}{dx}[\sec^{-1} x] = \frac{1}{|x| \sqrt{x^2 - 1}} dxd[sec1x]=xx21 1
    d d x [ csc ⁡ − 1 x ] = − 1 ∣ x ∣ x 2 − 1 \frac{d}{dx}[\csc^{-1} x] = -\frac{1}{|x| \sqrt{x^2 - 1}} dxd[csc1x]=xx21 1

  7. 乘积法则
    d d x [ f ( x ) ⋅ g ( x ) ] = f ′ ( x ) ⋅ g ( x ) + f ( x ) ⋅ g ′ ( x ) \frac{d}{dx}[f(x) \cdot g(x)] = f'(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g'(x) dxd[f(x)g(x)]=f(x)g(x)+f(x)g(x)

  8. 商法则
    d d x [ f ( x ) g ( x ) ] = f ′ ( x ) ⋅ g ( x ) − f ( x ) ⋅ g ′ ( x ) [ g ( x ) ] 2 \frac{d}{dx}\left[\frac{f(x)}{g(x)}\right] = \frac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{[g(x)]^2} dxd[g(x)f(x)]=[g(x)]2f(x)g(x)f(x)g(x)

  9. 链式法则
    d d x [ f ( g ( x ) ) ] = f ′ ( g ( x ) ) ⋅ g ′ ( x ) \frac{d}{dx}[f(g(x))] = f'(g(x)) \cdot g'(x) dxd[f(g(x))]=f(g(x))g(x)

  10. 高阶导数
    d n d x n [ f ( x ) ] 表示 f ( x ) 的第n阶导数 \frac{d^n}{dx^n}[f(x)] \quad \text{表示} \quad f(x) \text{的第n阶导数} dxndn[f(x)]表示f(x)的第n阶导数

这些是常见的基本求导公式,帮助你进行更复杂的求导计算。

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