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求导公式大全高等数学

2025-11-01 14:23:13 来源:网易 用户:华福睿 

求导公式大全高等数学】在高等数学中,导数是研究函数变化率的重要工具,广泛应用于微积分、物理、工程等领域。掌握常见的求导公式对于学习和应用数学知识至关重要。以下是对常见求导公式的总结,便于查阅与记忆。

一、基本初等函数的导数

函数表达式 导数
$ f(x) = C $(常数) $ f'(x) = 0 $
$ f(x) = x^n $(n为实数) $ f'(x) = nx^{n-1} $
$ f(x) = \sin x $ $ f'(x) = \cos x $
$ f(x) = \cos x $ $ f'(x) = -\sin x $
$ f(x) = \tan x $ $ f'(x) = \sec^2 x $
$ f(x) = \cot x $ $ f'(x) = -\csc^2 x $
$ f(x) = \sec x $ $ f'(x) = \sec x \tan x $
$ f(x) = \csc x $ $ f'(x) = -\csc x \cot x $
$ f(x) = a^x $(a>0, a≠1) $ f'(x) = a^x \ln a $
$ f(x) = e^x $ $ f'(x) = e^x $
$ f(x) = \log_a x $(a>0, a≠1) $ f'(x) = \frac{1}{x \ln a} $
$ f(x) = \ln x $ $ f'(x) = \frac{1}{x} $

二、导数的运算法则

运算法则 表达式
常数倍法则 $ [Cf(x)]' = C f'(x) $
加法法则 $ [f(x) + g(x)]' = f'(x) + g'(x) $
减法法则 $ [f(x) - g(x)]' = f'(x) - g'(x) $
乘积法则 $ [f(x)g(x)]' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) $
商数法则 $ \left[ \frac{f(x)}{g(x)} \right]' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2} $($ g(x) \neq 0 $)
链式法则 $ [f(g(x))]' = f'(g(x)) \cdot g'(x) $

三、高阶导数与隐函数求导

- 高阶导数:对函数连续求导多次,如:

- $ y'' = \frac{d^2y}{dx^2} $

- $ y''' = \frac{d^3y}{dx^3} $

- 隐函数求导:若 $ F(x, y) = 0 $,则:

$$

\frac{dy}{dx} = -\frac{\frac{\partial F}{\partial x}}{\frac{\partial F}{\partial y}}

$$

四、反函数的导数

设 $ y = f(x) $ 的反函数为 $ x = f^{-1}(y) $,则:

$$

\frac{dx}{dy} = \frac{1}{\frac{dy}{dx}} \quad \text{(当 } \frac{dy}{dx} \neq 0 \text{)}

$$

五、常用复合函数导数示例

复合函数 导数
$ f(x) = \sin(2x) $ $ f'(x) = 2\cos(2x) $
$ f(x) = \ln(3x+1) $ $ f'(x) = \frac{3}{3x+1} $
$ f(x) = e^{x^2} $ $ f'(x) = 2x e^{x^2} $
$ f(x) = \arcsin(x) $ $ f'(x) = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $
$ f(x) = \arctan(x) $ $ f'(x) = \frac{1}{1 + x^2} $

六、小结

导数是高等数学的核心内容之一,熟练掌握各类函数的求导规则,不仅能提高解题效率,还能加深对函数性质的理解。通过不断练习和应用,可以更灵活地运用这些公式解决实际问题。建议在学习过程中结合图形理解导数的意义,并多做相关练习以巩固知识。

注:本文内容基于高等数学教材整理,适用于大学阶段数学课程学习或复习参考。

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