导数运算法则:修订间差异
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正整数幂的法则 <math>(x^n)'=nx^{n-1}</math> 可由乘积法则归纳得到:假设 <math>(x^n)'=nx^{n-1}</math>,则 <math>(x^{n+1})'=x^n+n x^n=(n+1)x^n</math>。负整数幂再由倒数法则推出,使用范围须排除零点。函数嵌套时还要接上[[链式法则]],不能只按外层的幂求导。 | 正整数幂的法则 <math>(x^n)'=nx^{n-1}</math> 可由乘积法则归纳得到:假设 <math>(x^n)'=nx^{n-1}</math>,则 <math>(x^{n+1})'=x^n+n x^n=(n+1)x^n</math>。负整数幂再由倒数法则推出,使用范围须排除零点。函数嵌套时还要接上[[链式法则]],不能只按外层的幂求导。 | ||
把几条法则合在一处核算。令 <math>q(x)=x^2/(1+x)</math>(<math>x\ne-1</math>),由商法则得到 | |||
<math display="block">\begin{aligned} | |||
q'(x)&=\frac{2x(1+x)-x^2}{(1+x)^2}\\ | |||
&=\frac{x(x+2)}{(1+x)^2}. | |||
\end{aligned}</math> | |||
在 <math>x=0</math> 导数为零;但检查零点附近可见 <math>q(x)\ge0</math>(例如 <math>-1<x<1</math>),所以它在 0 是局部极小。求导公式只提供候选信息,最终判断还需函数值或导数符号,详见[[单调性与极值判别]]。 | |||
== 参考资料 == | == 参考资料 == | ||
2026年9月26日 (六) 18:59的最新版本
导数运算法则把已经会求导的函数组合起来,同时保留每条法则的适用条件。设 在 可导, 为常数,则 、;积与商的导数不能简单地把两个导数相乘或相除。
乘积中有两份一阶变化
令 为输入改变量,记 。把乘积增量加减同一项,分成“先改变 ”与“再改变 ”两份: 除以 并取极限;可导蕴含连续,所以 ,于是 例如矩形边长 、, 的面积为 6,瞬时面积变化率为 。直接展开面积 也给出 7。最后的 是二阶变化,除以 后趋零。
商的分母为何平方
若 ,连续性保证其在附近仍不为零。先由 求导,得 ;再用乘积法则得到 对 ,在 有 。如果错把结果写成 ,既漏掉分母影响,也无法反映靠近 的陡峭变化。
正整数幂的法则 可由乘积法则归纳得到:假设 ,则 。负整数幂再由倒数法则推出,使用范围须排除零点。函数嵌套时还要接上链式法则,不能只按外层的幂求导。
把几条法则合在一处核算。令 (),由商法则得到 在 导数为零;但检查零点附近可见 (例如 ),所以它在 0 是局部极小。求导公式只提供候选信息,最终判断还需函数值或导数符号,详见单调性与极值判别。
参考资料
- OpenStax《Calculus Volume 1》§3.3:和、积、商、幂的法则。
- 同书 §3.6:组合函数的求导。