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5草稿

导数和微分

本章引入微积分的核心工具:导数与微分。从速度、切线等直观问题出发,给出导数的精确定义(差商极限),讨论可导与连续的关系,再系统建立求导法则(四则运算、反函数、复合函数链式法则)和初等函数导数公式表。延伸到隐函数与参变量函数的求导方法,以及高阶导数的概念与 Leibniz 公式。最后引入微分:一阶近似的精确描述,以及微分形式不变性。讲义、例子与题面均为自编或充分改写,公式用 LaTeX(四反斜线约定)。

8 个知识点

当前知识点

基本初等函数的导数公式

本节你将掌握

  • 记忆并能推导基本初等函数的导数:xnx^nsinx\sin xcosx\cos xtanx\tan xexe^xaxa^xlnx\ln xlogax\log_a xarcsinx\arcsin xarctanx\arctan x 等。
  • 能综合运用公式表与求导法则对一般初等函数求导。

常用基本导数公式(从定义或法则推出,无需死记硬背,理解推导):
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(c)=0(c)'=0(常数)
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(xn)=nxn1(x^n)'=nx^{n-1}(幂函数,对任意实数 nn
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(sinx)=cosx(\sin x)'=\cos x(cosx)=sinx(\cos x)'=-\sin x
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(tanx)=sec2x=1cos2x(\tan x)'=\sec^2 x=\dfrac{1}{\cos^2 x}(cotx)=csc2x(\cot x)'=-\csc^2 x
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(ex)=ex(e^x)'=e^x(ax)=axlna(a^x)'=a^x\ln aa>0,a1a>0,a\ne 1
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(lnx)=1x(\ln x)'=\dfrac{1}{x}(logax)=1xlna(\log_a x)'=\dfrac{1}{x\ln a}
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(arcsinx)=11x2(\arcsin x)'=\dfrac{1}{\sqrt{1-x^2}}(arctanx)=11+x2(\arctan x)'=\dfrac{1}{1+x^2}

这些公式结合四则法则与链式法则,可以求任意初等函数的导数。例如 (ex2)=ex22x(e^{x^2})'=e^{x^2}\cdot 2x(链式);(xlnx)=lnx+x1x=lnx+1(x\ln x)'=\ln x+x\cdot\dfrac{1}{x}=\ln x+1(乘积法则)。

练习

2 题
未学