复合函数求导法.
4复合函数的求导法则
求w , 2w . x xz 解: 令 u x y z , v x y z , 则
w , f1 , f2
uv
wf(u,v)
w x
f11f2yz
x y zx y z
f 1 ( x y z ,x y z ) y z f 2 ( x y z ,x y z )
z
uv
t 证: 设 t 取增量△t , 则相应中间变量
t
有增量△u ,△v ,
zzuzv o ( ) ( (u)2(v)2)
u v
zzuzv o ( ) ( (u)2(v)2)
t ut vt t
令t 0, 有 u 0 , v 0 ,
u
x r
r
ux
(2)
2u x2
(( uu ))cos
rx xx
(
u x
)
sin r
r(urcos usinr)cos
r
x yx y
注意利用 已有公式
(urcos
usin)sin
z ,
z .
x y
解:
z z u z v x u x v x
eusinv y eucovs1
z
e x y [y six n y ) (co x y s )( ]u v
z z u z v y u y v y
二、设 z f ( x 2 y 2 , e xy ),(其中f具有一阶连续偏导
为 x2简w z便 起f f1 1 见1 1, y 1 引( fx 入1 2 记z x) 号yf 1 f y1x 2 f2y 2 ufz y ,f z2 [ f1f 221y 2 1f u2 2fvf2,2 xy]
复合函数导数公式及运算法则
复合函数导数公式及运算法则复合函数导数公式及运算法则是以下这些：1、链式法则：若$f\left( x \right)$关于$x$的导数为$f'\left( x \right)$,且$g\left( x \right)$关于$f\left( x \right)$的导数为$g'\left( f\left( x \right)\right)$,则$g\left( f\left( x \right) \right)$关于$x$的导数为$f'\left( x\right)\times g'\left( f\left( x \right) \right)$。
2、乘法法则：若$y=f\left( x \right)\times g\left( x \right)$,则$y$关于$x$的导数为$f'\left( x \right)\times g\left( x \right)+f\left( x \right)\timesg'\left( x \right)$。
3、除法法则：若$y=f\left( x \right)\div g\left( x \right)$,则$y$关于$x$的导数为$\frac{f'\left( x \right)\times g\left( x \right)-f\left( x \right)\timesg'\left( x \right)}{\left[ g\left( x \right) \right]^2}$。
4、指数函数法则：若$y=a^x$(a>0,a 不等于1),则$y$关于$x$的导数为$a^x\cdot \ln\left( a \right)$。
5、指数函数反函数法则：若$y=a^x$(a>0,a 不等于1),则其反函数$y=\ln _ax$的导数关于$x$的导数为$\frac{1}{a^x\cdot \ln\left( a \right)}$。
复合函数求导公式大全 大学复合函数求导法则
复合函数求导公式大全大学复合函数求导法则复合函数如何求导？大学符合函数求导公式有哪些？下文小编给大家整理了复合函数的求导公式及法则，供参考！ 复合函数求导公式 复合函数求导法则证法一：先证明个引理 f(x)在点x0可导的充要条件是在x0的某邻域U(x0)内，存在一个在点x0连续的函数H(x),使f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0)从而f'(x0)=H(x0) 证明：设f(x)在x0可导，令H(x)=[f(x)-f(x0)]/(x-x0),x∈U'(x0)(x0去心邻域)；H(x)=f'(x0),x=x0 因lim(x->;x0)H(x)=lim(x->;x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=f'(x0)=H(x0) 所以H(x)在点x0连续，且f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0),x∈U(x0) 反之，设存在H(x),x∈U(x0),它在点x0连续，且f(x)-f(x0)=H(x)(x-x0),x∈U(x0) 因存在极限lim(x->;x0)H(x)=lim(x->;x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=lim(x->;x0)f'(x)=H(x0) 所以f(x)在点x0可导，且f'(x0)=H(x0) 引理证毕。
设u=φ(x)在点u0可导，y=f(u)在点u0=φ(x0)可导，则复合函数F(x)=f(φ(x))在x0可导，且F'(x0)=f'(u0)φ'(x0)=f'(φ(x0))φ'(x0) 证明：由f(u)在u0可导，由引理必要性，存在一个在点u0连续的函数H(u),使f'(u0)=H(u0),且f(u)-f(u0)=H(u)(u-u0)。
大学数学_8_4 复合函数的求导法则
( u 2 v 2 ) 高阶的无穷小，得 z z u z v ( u 2 v 2 )
t 0
lim
u t v t t z du z dv ( u 2 v 2 ) u 2 v 2 lim . 2 2 u dt v dt t 0 t u v z du z dv u dt v dt 所以复合函数 z f [ (t ), (t )] 可导，具有求导公式：
设 u (t ) v (t ) .w (t ) 均 在 点 t 处 可 导 ， z f (u , v, w) 在对应点(u , v, w) 处有连续的偏导数， 写出复合 函数 z f [ (t ), (t ), (t )] 的全导数公式. u t 函数的结构图是 z w t v t 由 z 经u , v, w 到 t 有三条途径，故和式中应有三项，所以全 导数为 dz z du z dv z dw . dt u dt v dt w dt dz 例 1 设 z uv ， u sin t ，v cos t ，求全导数 . dt dz z du z dv 解 dt u dt v dt v cos t u ( sin t ) cos 2 t sin 2 t cos 2t
例 5 设 z arcsin u, u x 2 y 2 ，求
z z , . x y
解 函数的结构如下： x z u y 所以 z z u 1 2x 2x x u x 1 u2 1 ( x 2 y 2 )2 z dz u 1 2y 2y 2 y du y 1 u 1 ( x 2 y 2 )2
t 0
t
lim(
复合函数的导数
所以
yx yu ux 2u cos x 2sin x cos x.
例 3 设 y = etan x，求 y . 解 y = etan x 可以看成是由 y = eu，u = tan x 复合而成，所以
yx yu ux (eu )u (tan x)x
= elnx ·(ln x) e ln x 1
x
x 1 x 1 .
x
例 12 设 u x2 y2 z2 , 求证：
u x
2
u y
2
u z
2
1
.
证明
u x 2
x2
1 y2
z2
(x2
y2
z 2 )x
x
x
,
x2 y2 z2 u
同理，得
u y ,u z ,代等式左边得解 先用复合函数求导公式，再用加法求导公式，
然后又会遇到复合函数 1 x2 的求导.
[ln(x 1 x2 )]
1
( x 1 x2 )
x 1 x2
1
[1 ( 1 x2 )]
x 1 x2
x
1 1
x2
1
1. 1 x2
x 1
x2
例 11 设 y = sh x， 求 y .
解
y
(shx)
一、复合函数的求导法则
定理 2 设函数 y = f (u)， u = (x) 均可导， 则复合函数 y = f ( (x)) 也可导.
且 或
或
证 设变量 x 有增量 x，相应地变量 u 有 增量 u，从而 y 有增量 y. 由于 u 可导，
所以lim u 0. x0
复合函数导数的基本公式14个
复合函数导数的基本公式14个复合函数的导数是微积分学中的一个重要概念，它在解决实际问题中有着广泛的应用。
在计算复合函数的导数时，有一些基本公式可以帮助我们简化计算过程。
下面将介绍14个复合函数导数的基本公式，并给出相关的解释和证明。
1.常数函数求导法则：若数k为常数，f(x)=k，则有(f(g(x)))'=0，即常数函数的导数为零。
2.幂函数导数公式：若f(x)=x^n，其中n为正整数，则有(f(g(x)))'=n*x^(n-1)*g'(x)。
这个公式可以通过对幂函数进行微分得到。
3.指数函数导数公式：若f(x)=e^x，则有(f(g(x)))'=e^g(x)*g'(x)。
这个公式可以通过对指数函数进行微分得到。
4.对数函数导数公式：若f(x) = ln(x)，则有(f(g(x)))' = g'(x)/g(x)。
这个公式可以通过对对数函数进行微分得到。
5.三角函数导数公式：若f(x) = sin(x)，则有(f(g(x)))' = cos(g(x)) * g'(x)。
若f(x) = cos(x)，则有(f(g(x)))' = -sin(g(x)) * g'(x)。
若f(x) = tan(x)，则有(f(g(x)))' = sec^2(g(x)) * g'(x)。
这些公式可以通过对三角函数进行微分得到。
6.反三角函数导数公式：若f(x) = arcsin(x)，则有(f(g(x)))' = g'(x)/sqrt(1 - g^2(x))。
若f(x) = arccos(x)，则有(f(g(x)))' = -g'(x)/sqrt(1 -g^2(x))。
若f(x) = arctan(x)，则有(f(g(x)))' = g'(x)/（1 + g^2(x))。
复合函数的导数及导数的运算法则
复合函数的导数及导数的运算法则复合函数是指由两个或多个函数组成的函数。
在求复合函数的导数时，需要使用链式法则，即将函数的导数作为求导的一部分。
设有两个函数f(x)和g(x)，假设y=f(g(x))是一个复合函数。
我们的目标是求解复合函数y=f(g(x))的导数dy/dx。
根据链式法则，dy/dx可以表示为：dy/dx = df(g(x))/dx根据上述公式，我们可以按照以下步骤求导：Step 1: 首先对f(g(x))进行求导，即求df(g)/dg。
Step 2: 然后对g(x)进行求导，即求dg(x)/dx。
Step 3: 最后将求导得到的结果相乘，即df(g)/dg * dg(x)/dx =dy/dx。
下面我们讨论一些常见的复合函数和它们的导数运算法则。
1. 复合函数的链式法则（Chain Rule）设有函数f(u)和g(x)，假设y=f(g(x))是一个复合函数。
根据链式法则，复合函数y=f(g(x))的导数可以表示为：dy/dx = f'(g(x)) * g'(x)其中，f'(u)和g'(x)分别表示f(u)和g(x)的导数。
例如，如果y=(2x+1)^3，则可以将它表示为y=u^3，其中u=2x+1、根据链式法则：dy/dx = 3u^2 * du/dx = 3(2x + 1)^2 * 2 = 6(2x + 1)^22.复合函数中的乘法法则如果复合函数中有乘法运算，则可以使用乘法法则来求导。
例如，如果y=x^2*e^x，则可以使用乘法法则来求导：dy/dx = (d/dx)(x^2) * e^x + x^2 * (d/dx)(e^x)对于每一项使用基本求导法则：dy/dx = 2x * e^x + x^2 * e^x3.复合函数中的除法法则如果复合函数中有除法运算，则可以使用除法法则来求导。
例如，如果y=(x^2+1)/(x-1)，则可以使用除法法则来求导：dy/dx = [(d/dx)(x^2 + 1)(x - 1) - (d/dx)(x - 1)(x^2 + 1)]/(x - 1)^2再对每一项使用基本求导法则：dy/dx = [(2x)(x - 1) - (x^2 + 1)]/(x - 1)^24.复合函数中的三角函数法则如果复合函数中包含三角函数，则可以使用三角函数法则来求导。
复合函数的导数求法
幂函数的导数
幂函数是形如$y = x^n$的函数，其 中$n$是实数。
VS
幂函数的导数可以通过幂函数的定义 和极限的定义求得，结果为$y' = nx^{n-1}$。
三角函数的导数
三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数等。
正弦函数的导数是余弦函数，即$frac{d}{dx}sin x = cos x$；余弦函数的导数是负的正弦函数，即$frac{d}{dx}cos x = -sin x$； 正切函数的导数是正切函数的平方与1的和的倒数，即$frac{d}{dx}tan x = frac{1}{cos^2 x}$。
探讨未来可能的研究方向
复杂复合函数的求导 方法
对于更为复杂的复合函数，如多 层嵌套、多变量复合等，需要进 一步研究更为高效、简洁的求导 方法。这有助于解决实际应用中 更为复杂的数学问题。
复合函数导数的性质 研究
复合函数的导数具有一些独特的 性质，如连续性、可微性等。未 来可以进一步探讨这些性质在复 合函数求导中的应用，以及它们 对导数求解的影响。
对数函数是形如$y = log_a x$的函数，其中$a > 0$且$a neq 1$。
03 复合函数求导举例
简单复合函数求导
举例1
$y = sin(2x)$
分析
这是一个简单的复合函数，其中内层函数是 $2x$，外层函数是$sin u$。
求导过程
根据链式法则，$frac{dy}{dx} = cos(2x) cdot 2 = 2cos(2x)$。
指数函数和对数函数的导数
指数函数的导数是其本身与底数自然对数的乘 积，即$frac{d}{dx}a^x = a^x ln a$。
对数函数的导数是底数的倒数与自变量对数的倒数之 积，即$frac{d}{dx}log_a x = frac{1}{x ln a}$。
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8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 空间解析几何简介 多元函数的概念 多元函数的极限与连续 偏导数与全微分 多元复合函数与隐函数微分法 多元函数极值与最值 重积分
第八章
8.5 多元复合函数与隐含数的微分法
一元复合函数
求导法则 微分法则
本节内容: 一、多元复合函数求导的链式法则
存在，且
z z u z v , x u x v x z z u z v . y u y v y
复合函数的变量结构图是：
z
u
x
y
v
公式(1)给出z对x的偏导数是
z z u z v x u x v x
dt
2. 多元复合函数的微分法
定理 设函数 u ( x, y ), v ( x, y )在点(x,y)处有偏 导数，而函数z=f(u,v)在对应点(u,v)有连续偏导数，则 复合函数 z f [ ( x, y ), ( x, y )] 在点(x,y)处的偏导数
z z , x y
e xy [ y sin( x y) cos( x y)]，
z xy xy xe sin( x y ) e cos( x y ) y
e xy [ x sin( x y ) cos( x y )].
例2 设 z (3x
2
2
y )
2
2 4 x2 y
u ( x), v ( x), w ( x)
则对复合函数 z f [ ( x), ( x), ( x)] 则
dz ? dt
z
u v
w
x
dz z du z dv z dw dx u dx v dx w dx
z z 例1 设 z e sin v, u xy, v x y, 求 , . x y
二、函数全微分的形式不变性
三、隐含数的微分法
一. 多元复合函数的微分法
1. 多元函数的复合过程
比如：设z=f(u,v)是变量u，v的函数， 而u，v又是x，y的函数，即： u ( x , y ), v ( x , y ) 于是能构成 z 是x ,y 的复合函数：
z f [ ( x , y ), ( x , y )],
问题：如何求出函数 z 对自变量 x，y 的偏导数呢？
又比如： 设函数z =f(u,v)是变量u，v的函数， 而 u ( t ), v ( t ) 是自变量t的函数，则复合函数
z f [ ( t ), ( t )]
只是自变量t 的函数。 问题：如何求z 对t 的导数 dz
.uLeabharlann 解法1 根据复合函数的链式法则，得
z z u z v x u x v x
eu sin v y eu cos v 1
e xy [ y sin( x y) cos( x y)]，
z z u z v y u y v y
(*)
z v 在公式(*)中 ：偏导数 x 是由两项组成的，每项又是两个偏导数的乘积，公式
(*)的这复杂的规律，可以通过函数变量的结构关系图
z
u
x
得到。与结构图两者之间的对应关系是：
(1) 在公式(*)的项数，等于结构图中自变量x到达z 路径的个数.函数结构中自变量x到达z的路径有两条. 第一条是 x u z，第二条是 x v z ，所以公 式(*)由两项组成. (2) 公式(*)每项乘积的写法，等同于一元函数情况 下的复合函数求导公式，如第一条路径 z u x , 有一个函数 z 和一个中间变量 u，因此，对应与第一 z u 条路径的第一项就是两个偏导数 与 的乘积. u x
,求z 的偏导数。
解：设 u (3x
y ) ，v 4 x 2 y
则 z uv z z u z v x u x v x
v 1 v
z
u
x
y
v
v u 6 x u ln u 4
(4 x 2 y)(3x 2 y 2 ) 4 x 2 y 1 6 x (3x 2 y 2 ) 4 x 2 y ln (3x 2 y 2 )4 z z u z v v 1 v v u 2 y u ln u 2 y u y v y
eu sin v x eu cos v 1
e xy [ x sin( x y ) cos( x y )].
解法2 对于具体的二元复合函数，可将中间变量 u，v，
用x，y代入，则得到
z e xy sin( x y ) ，z 是x，y二元函数，
直接计算得
z ye xy sin( x y ) e xy cos( x y ) x
u ( t ), v ( t )
可导，则复合函数
z f [ ( t ), ( t )]
dz 则 z 对x的导数 dt
有
只是自变量x的函数，
z
u
dz z du z dv dt u dt v dt
v
t
在这里，函数z是通过二元函数z=f(u,v)而成为t的
一元复合函数.因此，z对t的导数
数.对公式(2)应注意，由于 z，u，v 这三个函数都是t
dz 又称为z对t的全导 dt
的一元函数，故对t的导数应写成 dz , du , dv，而不能 dt dt dt z u v 写成 , , . t t t
（2）如果 z f (u, v, w) 而
u 同样可以得到 y
z
u
z z u z v y u y v y
v
y
复合函数结构虽然是多种多样，求复合函数的偏 导数公式也不完全相同，但借助函数的结构图，运用 上面的法则，可以直接写出给定的复合函数的偏导数 的公式。这一法则通常形象地称为链式法则。
下面借助于函数的结构图，利用链式法则导出全 导数公式. 又比如：设函数w =f (u,v)有连续偏导数，而