隐函数微分法 --> 逆函数求导 --> 指数、对数函数求导 --> 对数微分法


1. 隐函数微分法

考虑这种情况,\(x\)\(y\)之间存在某种关系,例如:\(x^2 + y^2 = 1\)。常规的是将\(y\)表示为\(x\)的函数后,然后根据导数的定义进行求导,如下:

这种求导是及其不方便的,所以我们有隐函数微分法

我们直接对等式两边同时求导即可

2. 逆函数求导

考虑这种情况,我们需要对一个函数求导,但是我们发现直接对其求导有困难,但是对其逆函数求导却是简单的,所以我们只要找出逆函数的导数和原函数导数之间的关系即可

举个例子:

3. 指数、对数的求导

先看指数函数的求导,然后再引到对数的求导

现在,我们需要对 \(M(a)\) 进行处理。我们引入 \(e\) ,我们让 \(M(e) = 1\)

现在我们来讨论一下 \(e\) 存在的合理性

到了这里,关于指数函数的求导我们还有一块 \(M(a)\)

为了解决这一点,我们来看对数

有了这点,我们回到最初的 \(\frac{d}{dx} a^{x} = a^xM(a)\)

对于 \(a^x\) 的求导,有两种方式,第一种如下:

4. 对数微分法

接着看第二种,叫做对数微分法,所有的指数类型的函数我们都可以尝试用该种方法进行求导。先取原函数的对数,然后求导


我们看到两种方式求出来的结果一致

再来看一个例子: \(y = x^x\),我们两种方法都来一遍

5. 总结

隐函数 —> 逆函数 —> 指数 —> 对数 这些函数的求导是层层递进的

有了隐函数求导的方式,我们在遇到一些较难直接求取原函数导数的情况下,可以选择求逆函数的导 \(f^{'} = \frac{1} {g^{'}}\)。有了逆函数求导,我们来到了指数相关的函数,对于这一类函数的求导,我们有两种方式,第一种是借助自然底数 \(e\) , 同时借助其一条特性 \(e^{ln x} = x\) 从而进行一些转换,转为求 \(e^y\) 这个函数的导

第二种就是对数微分法。我们求取其对数的导,然后再得到原函数的导 \(y^{'} = y\times(lny)^{'}\)

最后的最后,我们来看一个极限


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