常用求導公式


什么是導數?

導數是函數的斜率。

導數與導數函數的區別是什么?

函數 \(f(x)\) 的導數函數 \(f'(x)\) 是一個函數,它給出了在任意 \(x\) 值處的函數斜率。 這表示:如果要求函數在 \(x\) 處的斜率,只需要將 \(x\) 值代入導數函數 中。

如何計算導數

在發現求導公式之前,人們必須要對每一點求單獨求差商。 使用求導公式,一切就變得簡單了,常用的導數公式如下:

  • 冪函數 \(f(x)=x^n\) 的導數函數 \(f'(x)=n \times x^{(n-1)}\)
  • 乘數規則 \(f'(a \times x) = a \times f'(x)\)
  • 求和規則: 函數 \(f(x) + g(x)\) 的導數函數 \(f'(x) + g'(x)\)
  • 乘積規則: 函數 \(f(x) \times g(x)\) 的導數函數 \(f'(x) \times g(x) + f(x) \times g'(x)\)
  • 除法規則: 函數 \(\frac{f(x)}{g(x)}\) 的導數函數 \(\frac{f'(x)*g(x)-f(x)*g'(x)}{g(x)^2}\)
  • 鏈式規則: 函數 \(f(g(x))\) 的導數函數 \(f'(g(x))*g'(x)\)
  • 常數的導數是0

參考:導數計算

同濟大學編的高等數學上冊

偏導數計算

假設 \(f\) 是一個多元函數,例如: \(z=f(x,y)=x^2 + xy + y^2\)

因為曲面上的每一點都有無窮多條切線,描述這種函數的導數相當困難。偏導數就是選擇其中一條切線,並求出它的斜率。

求出這些切線的好辦法是把其他變量視為常數。

例如,下面是上述函數\(z=f(x,y)=x^2 + xy + y^2\)的圖像,我們希望求出函數在點(1, 1)的對x的偏導數;

對應的切線與xOz平面平行。

上圖顯示了該函數在平面y = 1上是什么樣的。

我們把變量y視為常數,通過對方程求導,我們可以發現\(ƒ\)在點\((x, y)\)的導數,記為:

\(\frac{\partial f}{\partial x} = 2x + y\)

於是在點(1, 1)的與xOz平面平行的切線的斜率是3。


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