高数16个求导公式,高数必备,16个核心求导公式解析
高数求导公式总结如下:1. 常数函数求导公式;2. 幂函数求导公式;3. 指数函数求导公式;4. 对数函数求导公式;5. 三角函数求导公式;6. 反三角函数求导公式;7. 双曲函数求导公式;8. 反双曲函数求导公式;9. 复合函数求导法则;10. 链式法则;11. 乘积法则;12. 商法则;13. 反函数求导法则;14. 高阶导数公式;15. 隐函数求导法则;16. 参数方程求导法则,这些公式涵盖了高数中常见的求导情况。
嗨,大家好!今天我们来聊聊高数中的那16个求导公式,相信很多同学在学习高数的时候都感到头疼,尤其是求导这部分,别急,我来给大家梳理一下,希望能帮助大家更好地掌握这些公式。
基本导数公式:
- 常数的导数:( \frac{d}{dx}(C) = 0 ),其中C是常数。
- 幂函数的导数:( \frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1} ),其中n是实数。
- 指数函数的导数:( \frac{d}{dx}(e^x) = e^x )。
- 对数函数的导数:( \frac{d}{dx}(\ln x) = \frac{1}{x} )。
复合函数求导法则:
- 链式法则: y = f(g(x)) ), \frac{dy}{dx} = f'(g(x)) \cdot g'(x) )。
- 乘积法则: y = u(x)v(x) ), \frac{dy}{dx} = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) )。
- 商法则: y = \frac{u(x)}{v(x)} ), \frac{dy}{dx} = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{[v(x)]^2} )。
我们深入探讨几个:
一:三角函数的导数
- 正弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\sin x) = \cos x )。
- 余弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x )。
- 正切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\tan x) = \sec^2 x )。
- 余切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\cot x) = -\csc^2 x )。
- 正割函数的导数:( \frac{d}{dx}(\sec x) = \sec x \tan x )。
- 余割函数的导数:( \frac{d}{dx}(\csc x) = -\csc x \cot x )。
二:反三角函数的导数
- 反正弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\arcsin x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} )。
- 反余弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\arccos x) = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}} )。
- 反正切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\arctan x) = \frac{1}{1+x^2} )。
- 反余切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\operatorname{arccot} x) = -\frac{1}{1+x^2} )。
三:双曲函数的导数
- 双曲正弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\sinh x) = \cosh x )。
- 双曲余弦函数的导数:( \frac{d}{dx}(\cosh x) = \sinh x )。
- 双曲正切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\tanh x) = \sech^2 x )。
- 双曲余切函数的导数:( \frac{d}{dx}(\coth x) = -\csch^2 x )。
四:高阶导数
- 二阶导数: y = f(x) ), y'' = \frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dx}\left(\frac{dy}{dx}\right) )。
- 三阶导数:( y''' = \frac{d^3y}{dx^3} = \frac{d}{dx}\left(\frac{d^2y}{dx^2}\right) )。
- 高阶导数的求法:通常使用求导法则和链式法则进行计算。
- 隐函数求导:对于隐函数( F(x, y) = 0 ),求( y' )的方法是( \frac{dy}{dx} = -\frac{F_x'}{F_y'} ), F_x' )和( F_y' )分别是( F )对( x )和( y )的偏导数。
通过以上几个的介绍,相信大家对高数中的16个求导公式有了更深入的理解,多加练习是掌握这些公式的关键,祝大家学习愉快!
其他相关扩展阅读资料参考文献:
基本初等函数的导数
- 常数的导数:任何常数的导数均为0,即 d/dx (C) = 0,函数f(x)=5的导数f’(x)=0。
- 幂函数的导数:若f(x)=x^n,导数为 *nx^(n-1)**,f(x)=x³的导数f’(x)=3x²。
- 指数函数的导数:自然指数函数f(x)=e^x的导数为 e^x,而一般指数函数f(x)=a^x的导数为 *a^x ln(a)*,f(x)=2^x的导数f’(x)=2^x ln(2)。
- 对数函数的导数:自然对数函数f(x)=ln(x)的导数为 1/x,而一般对数函数f(x)=log_a(x)的导数为 *1/(x ln(a))*,f(x)=log_10(x)的导数f’(x)=1/(x ln(10))。
- 三角函数的导数:
- sinx的导数:cosx
- cosx的导数:-sinx
- tanx的导数:sec²x
- cotx的导数:-csc²x
- secx的导数:*secx tanx**
- cscx的导数:*-cscx cotx**
复合函数的求导法则
- 链式法则:复合函数f(g(x))的导数为 *f’(g(x)) g’(x)*,f(x)=(3x+2)²的导数f’(x)=2(3x+2)3=6(3x+2)。
- 乘积法则:两函数相乘f(x)=u(x)*v(x)的导数为 u’(x)v(x) + u(x)v’(x),f(x)=x²sinx的导数f’(x)=2xsinx + x²*cosx。
- 商法则:两函数相除f(x)=u(x)/v(x)的导数为 (u’(x)v(x) - u(x)v’(x))/[v(x)]²,f(x)=sinx/x的导数f’(x)=[cosx x - sinx 1]/x²。
反函数与隐函数的求导
- 反函数的导数:若y=f(x)的反函数为x=f⁻¹(y),则导数为 1/f’(x),f(x)=arcsinx的导数f’(x)=1/√(1-x²)。
- 隐函数求导:对隐函数F(x,y)=0求导时,需使用 dy/dx = -F_x/F_y,隐函数x² + y² = 1的导数为 dy/dx = -x/y。
- 参数方程求导:若x=x(t)、y=y(t),则导数为 dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt),x=t²、y=t³的导数为 dy/dx = (3t²)/(2t) = (3/2)t。
特殊函数的导数
- 反三角函数的导数:
- arcsinx的导数:1/√(1-x²)
- arccosx的导数:-1/√(1-x²)
- arctanx的导数:1/(1+x²)
- arccotx的导数:-1/(1+x²)
- arcsecx的导数:1/(x√(x²-1))
- arccscx的导数:-1/(x√(x²-1))
- 双曲函数的导数:
- sinhx的导数:coshx
- coshx的导数:sinhx
- tanhx的导数:sech²x
- 导数的高阶应用:
- 二阶导数:对f’(x)再次求导,即 d²y/dx²,f(x)=x³的二阶导数f''(x)=6x。
- 导数的几何意义:导数表示函数在某点的切线斜率,例如f(x)=x²在x=1处的切线斜率为 2。
- 导数在物理中的应用:导数可表示瞬时变化率,如速度是位移对时间的导数。
导数的运算技巧
- 导数的线性性质:导数满足加法与数乘,即 d/dx [Cf(x) + g(x)] = Cf’(x) + g’(x),f(x)=2x + 3的导数f’(x)=2。
- 导数的链式法则扩展:若函数为多层嵌套,如f(x)=sin(2x³),导数为 *cos(2x³) 6x²**。
- 导数的隐函数与参数方程结合:隐函数x² + y² = 1与参数方程x=cosθ、y=sinθ的导数均为 dy/dx = -x/y。
掌握这16个求导公式是学习高等数学的关键。基本函数的导数是起点,复合函数的求导法则是核心工具,反函数与隐函数的导数则拓展了应用场景,特殊函数的导数丰富了数学工具箱,而导数的运算技巧则帮助高效解决问题,熟练运用这些公式,能快速应对各类求导问题,为后续积分、微分方程等学习打下坚实基础。