导数公式及四则运算
导数的基本公式及四则运算法则
常见函数的导数
指数函数
$(a^x)' = a^x ln a$
三角函数
$(sin x)' = cos x$， $(cos x)' = -sin x$
幂函数
$(x^n)' = n cdot x^{n-1}$
对数函数
$(ln x)' = frac{1}{x}$
反三角函数
$(arcsin x)' = frac{1}{sqrt{1x^2}}$
详细描述
对于两个可导函数的和或差，其导数可以通过分别对每个函数求导然后进行相应的加减运算来得到。 即，如果 $u(x)$ 和 $v(x)$ 都是可导的，那么 $(u(x) + v(x))'$ 和 $(u(x) - v(x))'$ 可以通过对 $u'(x)$ 和 $v'(x)$ 分别求导然后进行加法或减法运算来得到。
导数在解决实际问题中也有重要应用，如经济学、物理学和工程学等领域的问题。
导数的概念和计算方法对于培养数学思维和解决实际问题的能力具有重要意义。
导数与积分的关系
导数是微分的逆运算， 而积分是微分的积分。
通过导数和积分可以 相互转化，从而解决 复杂的数学问题。
导数和积分是微积分 中的两个基本概念， 它们之间存在密切的 联系。
THANKS
谢谢
导数的基本公式及四则运算法 则
目录
CONTENTS
• 导数的基本公式 • 导数的四则运算法则 • 导数的应用 • 导数与微积分的关系
01
CHAPTER
导数的基本公式
定义与性质
定义
导数描述了函数在某一点附近的 变化率，是函数局部性质的一种 体现。
基本导数四则运算法则与求导公式
基本导数四则运算法则与求导公式。
由于导数实质上就是一个求极限的过程，因此完全来源于极限的四则运算法则，同样存在导数的四则运算法则，列出如下，不过还是希望同学们自己进行推导从而更好地掌握极限法则和导数法则。
（1）')'('x c x c y ⋅=⋅=，其中c 为任意常数。
（2）)(')(')]'()(['x bv x au x bv x au y +=+=，其中a 和b 是任意常数。
（3）)(')()()(')]'()(['x v x u x v x u x v x u y +==。
（4）)()(')()()(']')()(['2x v x v x u x v x u x v x u y -==，（)0)(≠x v 。
直接从导数的定义出发，也就是运用求极限的方式，我们就可以计算得到三种基本初等函数的导数的表达式，即常数函数，正弦函数，对数函数，因为这无非就是一个求极限的过程。
从这三种基本初等函数的导数表达式，加上基本导数四则运算法则和函数之间本身的恒等变换关系，就可以得到所有初等函数的导数公式。
我们列出基本的求导公式如下，但是希望同学们能够自己动手，推导出这些基本求导公式来，而不是死记硬背，因为只有自己亲手推导出来的公式，才能真正熟练地，深刻地加以复合函数的求导法则。
由基本初等函数通过复合而得到复合函数，那么在这种复合过程当中，函数的导函数如何变化呢？这里有一个一般的对于复合函数的求导法则，就是所谓链式法则：两个函数y=f （u ），u=g （x ）可以通过复合构成一个复合函数，其中g 在x 点处可导，f 在相应的u=g （x ）点处可导，那么复合得到的函数y=f[g （x ）]在同样的x 点处也可导，并且导数等于：dx du du dy dx dy ⋅= 这个定理直接应用导数的定义，通过求极限就可以得到。
导数基本公式与运算法则
y'
.
设 y 1 2x5x2 3x 1 求 y '
例2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ已知
f
x
x 2 x 2 ，求
x3
f ' 1
.
练习 求 y tan x 的导数。
tan x' 1 sec2 x
cos2 x
cot x'
s
1 in 2
x
csc2
x.
2、复合函数的导数
定理 设函数 u x 在点x 数 y f u在点u 处有导数
处有导数 du ' x ，函
dy
f
dx
' u ，则复合函数
du
y f x在该点 x 也有导数，且
dy f ' u ' x
dx
或
y
' x
yu'
u'
或 dy dy du
dx du dx
这个定理说明，复合函数的导数等于复合函数对中 间变量的导数乘以中间变量对自变量的导数。
例题 求下列函数的导数： (1) y sin 3 x (2) y 4 3x2
练习：求 y ln cosx 的导数。
由定理的结论可以推广到多次复合的情况。例如
设 y f u,u v,v x ，则复合函数 y f x
2.2导数基本公式与运算法则
1、导数的四则运算法则
1.1、代数和的导数
设函数ux和vx 在点x处可导，则 y ux vx 在点x
处也可导，且
u v' u ' v '
导数的运算法则
100 x
(100 x ) 2
(100 x ) 2
(100 x ) 2
5284
(1)因为c' (90)
52.84
2
(100 90)
所以，纯净度为90%时，费用的瞬时变化率是52.84元/吨
( 2)因为c' (98)
5284
1321
2
(100 98)
所以，纯净度为98%时，费用的瞬时变化率是1321元/吨
2 ;
2
cos x
cos x
cos x
巩固练习
求下列函数的导数:
(4) y (2 x 3)(3x 2)； (5) y x tan x;
2
ln x
(6) y
x
2
2
(
4
)
法一：
y
(
2
x
3
)'
(
3
x
2
)
(
2
x
3)(3x 2)'
解：
4 x(3x 2) (2 x 2 3) 3 18x 2 8x 9
公 式5.若f ( x ) a x， 则f ' ( x ) a x ln a (a 0);
公 式6.若f ( x ) e x， 则f ' ( x ) e x ;
1
公 式7.若f ( x ) log a x， 则f ' ( x )
(a 0, 且a 1);
x ln a
100 x
求净化到下列纯净度时，所需净化费用的瞬时变化率： (1)90％
求导公式及运算法则
求导公式及运算法则求导是微积分中的一项重要操作，用于计算函数在每个点的斜率，它有一系列的求导公式和运算法则。
下面是常见的求导公式和运算法则：1. 基本求导公式：- 常数函数的导数为零：(c)' = 0，其中c为常数。
- 幂函数的导数公式：(x^n)' = n*x^(n-1)，其中n为常数，x为自变量。
- 指数函数的导数公式：(e^x)' = e^x，其中e为自然对数的底数。
- 对数函数的导数公式：(ln(x))' = 1/x，其中ln为自然对数函数。
2. 四则运算法则：- 和差法则：[f(x) ± g(x)]' = f'(x) ± g'(x)，其中f(x)和g(x)为可导函数。
- 积法则：[f(x) * g(x)]' = f'(x) * g(x) + f(x) * g'(x)，其中f(x)和g(x)为可导函数。
- 商法则：[f(x) / g(x)]' = [f'(x) * g(x) - f(x) * g'(x)] / [g(x)]^2，其中f(x)和g(x)为可导函数，并且g(x)≠0。
3. 链式法则：- 如果y = f(g(x))，其中f和g都是可导函数，则y对x 的导数可以表示为：dy/dx = f'(g(x)) * g'(x)。
4. 反函数求导：- 如果y = f(x)的反函数为x = f^(-1)(y)，则反函数的导数可以表示为：dx/dy = 1 / (dy/dx)。
这些是求导公式和运算法则的一部分，它们在求解复杂函数的导数时非常有用。
但是，有些函数的导数可能需要用到更高级的求导技巧，如隐函数求导、参数方程求导等。
一导数的四则运算法则
u'( x) lim u( x) , v'( x) lim v( x)
x0 x
x0 x
且y v( x)在点x处必连续，即
lim v( x x) v( x)
x0
所以
lim
x0
y x
=
lim
x0
u( x) x
v(
x
x)
v( x) x
u( x)
=u '( x) v( x) u( x) v '( x)
一、导数的四则运算法则
定理1 设函数u( x)与v( x)在点x处可导，则函数u( x) v( x)， u( x) v( x)，u( x) (v( x) 0)在点x处也可导并且有：
v( x)
1、u(x) v(x) ' u '(x) v '(x)
2、u(x) v(x) ' u '(x) v(x) u(x) v '(x)
=
1
1 x
2
(16)(arc
cot
x)'
=
1 1 x
2
2、 导数的四则运算法则
(1)u(x) v(x) ' u '(x) v '(x)
(2)u(x) v(x) ' u '(x) v(x) u(x) v '(x)
(3)Cu(x) ' Cu '(x)(C为常数)
'
u( x)
u '( x) v( x) u( x) v '( x)
f '(u)u'( x)
值得指出的是，复合函数的求导法，有时也称为链 导法，它可用于多次复合的情形。
导数的四则运算
dy 例12 y lnsin x , 求 . dx
解 dy lnsin x 1 sin x dx sin x
1 1 cos x sin x tan x
有限次四则运算的求导法则:
1 u v u v 2 uv uv uv
解
1
y x tan x x tan x tan x x
y | x 0 0
2
1 f x 5 2 5 x3 x x 2 f x 3 15x 2 1 x
f 1 16, f 1 12
(u v w)' u' v' w' .
(2) ( uv ) uv u v
证 设 f ( x ) u( x )v( x ) , 则有
u( x h)v( x h) u( x )v( x ) f ( x h) f ( x ) lim f ( x ) lim h 0 h 0 h h
v uv uv 3 u2 u
cu cu
u 1 2 u u
(c为常数）
u 0
4
若 y f u, u x , 则对于复合函数 y f x
dy dy du 有 y x yu u x 或 dx du dx
sin x cos x
解 (1)根据求导法则(1),得
(2)根据求导法则(2),得 y x 2 2 ln x sin x x 2 2 ln x sin x
2 2 x sin x x 2 2 ln x cos x x
导数的运算公式和法则
导数的运算公式和法则导数是微积分中的重要概念，用于描述函数的变化率。
在求导的过程中，有一些常用的运算公式和法则，可以帮助我们简化计算。
下面是一些常用的导数运算公式和法则。
一、基本导数公式1. 常数导数法则：对于任意常数c，其导数为0，即d/dx(c) = 0。
2. 幂函数导数法则：对于任意实数n，幂函数y = x^n的导数为d/dx(x^n) = nx^(n-1)。
特别地，当n = 0时，常数函数y = c的导数为d/dx(c) = 0。
3. 指数函数导数法则：对于底数为常数a的指数函数y = a^x，其导数为d/dx(a^x) = ln(a) * a^x。
这个法则也适用于自然对数中的指数函数y = e^x，其导数为d/dx(e^x) = e^x。
4. 对数函数导数法则：对于底数为常数a的对数函数y = log_a(x)，其导数为d/dx(log_a(x)) = 1 / (x * ln(a))。
特别地，当底数为自然常数e时，对数函数变为自然对数函数y =ln(x)，其导数为d/dx(ln(x)) = 1 / x。
5.三角函数导数法则：（1）正弦函数的导数为d/dx(sin(x)) = cos(x)。
（2）余弦函数的导数为d/dx(cos(x)) = -sin(x)。
（3）正切函数的导数为d/dx(tan(x)) = sec^2(x)。
（4）余切函数的导数为d/dx(cot(x)) = -csc^2(x)。
（5）正切函数和余切函数的导数也可以写成d/dx(tan(x)) = 1 /cos^2(x)和d/dx(cot(x)) = -1 / sin^2(x)。
6.反三角函数导数法则：（1）反正弦函数的导数为d/dx(arcsin(x)) = 1 / sqrt(1 - x^2)。
（2）反余弦函数的导数为d/dx(arccos(x)) = -1 / sqrt(1 - x^2)。
（3）反正切函数的导数为d/dx(arctan(x)) = 1 / (1 + x^2)。
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导数公式及四则运算
【使用说明及学法指导】
1.自学课本P14-P21，仔细阅读课本，课前完成预习学案，牢记基础知识，掌握基本题型，在做题过程中，如遇不会问题再回去阅读课本； AA 完成所有题目，BB 完成除（**）外所有题目，CC 完成不带（*）题目。
2.认真限时完成，书写规范；课上小组合作探究，答疑解惑。
3.找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课上讨论质疑；
3.预习指导：理解幂函数导数的推导过程，熟记常用初等函数的导函数，并能应用导数的四则运算法则求导。
【学习目标】
1．理解并记忆基本初等函数的导函数，掌握导数的运算法则; 2．自主学习、合作交流，归纳出求导公式应用的规律与方法； 3．激情投入，高效学习，形成缜密的数学思维品质。
一、课前预习
问题1.结合函数3)(x x f =的求导过程总结求导导函数的步骤..
设
3)(x x f y ==，
△y=
)()(x f x x f -∆+=3)(x x ∆+-3x
=322
)()(33x x x x x
∆+∆⋅+∆⋅
∴x
y ∆∆=22)(33x x x x ∆+∆⋅+
∴x
y x ∆∆→∆0lim
=2
3x 即2'3)(x x f =.
问题2：什么样的函数是幂函数 由2'
33)(x x =，x x 2)('2=， 2'1)(---=x x 归纳幂函数的导数表达式是怎
样的
问题3.结合课本p17“基本初等函数导数公式表”书写出这组导数公式并分析特点，这组公式可分为几类如何记忆秀秀你的高招.
问题4. 两个函数和、差、积、商的导数是否等于这两个函数导数的和、差、积、商写出函数求导的四则运算法则并分析这组公式的特点，看看谁记忆地既准又快！
问题5.当
()1≡x f 时，你能否运用商的求导法则确定函数
()x g x f )(即()
x g 1
的导数
二、学始于疑---我思考、我收获
1.判断正误：(1))()(])()([x g x f x g x f
''='.
(2)c 是常数，则)()]([''x f c x f c ⋅=⋅
.
2.(1) 若x e x f =)(，则)('x f = .
(2) 若
x x f ln )(=，则)('x f = .
3.求下列函数的导数： (1)=++-+='222
3
y e
x x x y x
（2）x y x
lg 2-= ='y
三、质疑探究---质疑解疑，合作探究
【探究一】利用定义求函数的导数
已知4
)(x x f =，求证：3
'
4)(x x f =.
小结：深刻理解导数的概念，熟练定义法求导步骤：
【探究二】运用求导公式求导数 （1）x
y 1
= （2）x x y ln sin ⋅=
（3）2
1x
e y x
+= （4） ()(1)ln 1f x x x x =+-+
【拓展】
⑴y x =+ ⑵ x x x y cos sin -= （3）x x y +-=11
小结：求导公式及运算法则应用的出错点，进一步熟记这些公式.
【BC 选做】求函数x
x x y 1
1ln ++=的导数.
【课堂小结】
1.知识方面
2.数学思想方法。