【常见的导数公式有哪些】在微积分中,导数是研究函数变化率的重要工具。掌握常见的导数公式,有助于快速求解各种函数的导数,是学习高等数学的基础内容之一。本文将对常见的导数公式进行总结,并以表格形式清晰展示。
一、基本初等函数的导数
以下是一些基本初等函数的导数公式:
函数表达式 | 导数 |
$ f(x) = C $(C为常数) | $ f'(x) = 0 $ |
$ f(x) = x^n $(n为实数) | $ f'(x) = nx^{n-1} $ |
$ f(x) = e^x $ | $ f'(x) = e^x $ |
$ f(x) = a^x $(a > 0, a ≠ 1) | $ f'(x) = a^x \ln a $ |
$ f(x) = \ln x $ | $ f'(x) = \frac{1}{x} $ |
$ f(x) = \log_a x $(a > 0, a ≠ 1) | $ f'(x) = \frac{1}{x \ln a} $ |
$ f(x) = \sin x $ | $ f'(x) = \cos x $ |
$ f(x) = \cos x $ | $ f'(x) = -\sin x $ |
$ f(x) = \tan x $ | $ f'(x) = \sec^2 x $ |
$ f(x) = \cot x $ | $ f'(x) = -\csc^2 x $ |
$ f(x) = \sec x $ | $ f'(x) = \sec x \tan x $ |
$ f(x) = \csc x $ | $ f'(x) = -\csc x \cot x $ |
二、复合函数的导数(链式法则)
对于复合函数 $ y = f(g(x)) $,其导数为:
$$
\frac{dy}{dx} = f'(g(x)) \cdot g'(x)
$$
例如:
- $ f(x) = \sin(3x) $ 的导数为:$ f'(x) = 3\cos(3x) $
- $ f(x) = (x^2 + 1)^3 $ 的导数为:$ f'(x) = 3(x^2 + 1)^2 \cdot 2x = 6x(x^2 + 1)^2 $
三、四则运算的导数法则
若 $ u(x) $ 和 $ v(x) $ 均可导,则有以下导数规则:
运算 | 公式 |
加法 | $ [u + v]' = u' + v' $ |
减法 | $ [u - v]' = u' - v' $ |
乘法 | $ [uv]' = u'v + uv' $ |
除法 | $ \left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2} $(v ≠ 0) |
四、高阶导数简介
高阶导数是指对函数连续求导多次的结果。例如:
- 一阶导数:$ f'(x) $
- 二阶导数:$ f''(x) = [f'(x)]' $
- 三阶导数:$ f'''(x) = [f''(x)]' $
- 以此类推
五、小结
掌握常见的导数公式是解决微积分问题的关键。无论是基本初等函数,还是复合函数或四则运算,都有对应的导数规则。通过熟练应用这些公式,可以提高计算效率,增强对函数变化规律的理解。
建议在学习过程中多做练习题,逐步熟悉各类函数的导数求法,从而打下坚实的数学基础。