e^x的导数

博客主要围绕数学中导数证明展开,先对e^x的导数为e^x进行了详细证明,通过设y = e^x,利用极限等知识逐步推导得出结果。之后补充证明了(a^x)′ = a^x lna,借助已证的(e^x)′ = e^x进行转化推导。

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我们都知道,exe^xex的导数为exe^xex,但怎么证明呢?

y=exy=e^xy=ex

y′=lim⁡Δx→0ex+Δx−exΔxy'=\lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}\dfrac{e^{x+\Delta x}-e^x}{\Delta x}y=Δx0limΔxex+Δxex

=ex×lim⁡Δx→0eΔx−1Δx\qquad =e^x\times\lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}\dfrac{e^{\Delta x}-1}{\Delta x}=ex×Δx0limΔxeΔx1

∵e=lim⁡x→0(1+x)1x\quad\because e=\lim\limits_{x\rightarrow 0} (1+x)^{\frac 1x}e=x0lim(1+x)x1

∴lim⁡Δx→0(1+Δx)1Δx=e\quad\therefore \lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}(1+\Delta x)^{\frac{1}{\Delta x}}=eΔx0lim(1+Δx)Δx1=e

y′=ex×lim⁡Δx→0((1+Δx)1Δx)Δx−1Δx\quad y'=e^x\times \lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}\dfrac{((1+\Delta x)^{\frac{1}{\Delta x}})^{\Delta x}-1}{\Delta x}y=ex×Δx0limΔx((1+Δx)Δx1)Δx1

=ex×lim⁡Δx→0(1+Δx)−1Δx\qquad =e^x\times \lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}\dfrac{(1+\Delta x)-1}{\Delta x}=ex×Δx0limΔx(1+Δx)1

=ex×lim⁡Δx→0ΔxΔx\qquad =e^x\times \lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0}\dfrac{\Delta x}{\Delta x}=ex×Δx0limΔxΔx

=ex\qquad =e^x=ex

所以exe^xex的导数为exe^xex

补充

证明:(ax)′=axln⁡a(a^x)'=a^x\ln a(ax)=axlna

解:
已证出(ex)′=ex(e^x)'=e^x(ex)=ex,则ax=(eln⁡a)x=exln⁡aa^x=(e^{\ln a})^x=e^{x\ln a}ax=(elna)x=exlna

所以(ax)′=(exln⁡a)′=exln⁡a×ln⁡a=axln⁡a(a^x)'=(e^{x\ln a})'=e^{x \ln a}\times \ln a=a^x\ln a(ax)=(exlna)=exlna×lna=axlna

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