这里将列举六类基本初等函数的导数以及它们的推导过程(初等函数可由之运算来):
1.常函数(即常数y=c(c为常数) y'=0 y=0 y'=0:导数为本身的函数之一】
2.幂函数y=x^n,y'=n*x^(n-1)(n∈R) 1/X的导数为-1/(X^2)
3.指数函数y=a^x,y'=a^x * lna y=e^x y'=e^x:导数为本身的函数之二】
4.对数函数y=logaX,y'=1/(xlna) (a>0a≠1,x>0);【y=lnx,y'=1/x
5.三角函数
(1)正弦函数y=(sinx y'=cosx
(2)余弦函数y=cosx y'=-sinx
(3)正切函数y=(tanx y'=1/(cosx)^2
(4)余切函数y=cotx y'=-1/(sinx)^2
6.反三角函数
(1)反正弦函数y=arcsinx y'=1/√1-x^2
(2)反余弦函数y=arccosx y'=-1/√1-x^2
(3)反正切函数y=arctanx y'=1/(1+x^2)
(4)反余切函数y=arccotx y'=-1/(1+x^2)
口诀
为了便于记忆,有人整理出了以下口诀:
常为零,幂降次,对导数(e为底时直接导数,a为底时乘以lna),指不变(特别的,自然对数的指数函数完全不变,一般的指数函数须乘以lna);正变余,余变正,切割方(切函数是相应割函数(切函数的倒数)的平方),割乘切,反分式
推导
在推导的过程中有这几个常见的公式需要用到:
1.①(u±v)'=u'±v'
②(uv)'=u'v+uv'
③(u/v)'=(u'v-uv')/ v^2
2. 原函数与反函数导数关系(由三角函数导数推反三角函数的):y=f(x)的反函数是x=g(y),则有y'=1/x'.
3. 复合函数的导数:
复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数--称为链式法则
4. 积分号下的求导法则:
d(∫f(x,t)dt φ(x),ψ(x))/dx=f(x,ψ(x))ψ'(x)-f(x,φ(x))φ'(x)+∫[f 'x(x,t)dt φ(x),ψ(x)]
证明
基本初等函数求导公式的证明:
证:1.显而易见,y=c是一条平行于x轴的直线,所以处处的切线都是平行于x的,故斜率为0。用导数的定义做也是一样的:y=c,Δy=c-c=0,limΔx→0Δy/Δx=0
2.这个公式的证明过程见右图。
    3y=a^x,
Δy=a^(x+Δx)-a^x=a^x(a^Δx-1)
Δy/Δx=a^x(a^Δx-1)/Δx
如果直接令Δx→0,是不能导出导函数的,必须设一个辅助的函数β=a^Δx-1通过换元进行计算。由设的辅助函数可以知道:Δx=loga(1+β)
所以(a^Δx-1)/Δx=β/loga(1+β)=1/loga(1+β)^1/β
显然,当Δx→0时,β也是趋向于0的。而limβ→0时,(1+β)^1/β=e,所以limβ→0时,1/loga(1+β)^1/β=1/logae=lna
把这个结果代入limΔx→0时,Δy/Δx=limΔx→0时,a^x(a^Δx-1)/Δx后得到limΔx→0Δy/Δx=a^xlna
可以知道,当a=e时有y=e^x y'=e^x
4y=logax
Δy=loga(x+Δx)-logax=loga(x+Δx)/x=loga[(1+Δx/x)^x]/x
Δy/Δx=loga[(1+Δx/x)^(x/Δx)]/x
因为当Δx→0时,Δx/x趋向于0x/Δx趋向于,所以limΔx→0loga(1+Δx/x)^(x/Δx)=logae,所以有
limΔx→0Δy/Δx=logae/x
也可以进一步用换底公式
limΔx→0Δy/Δx=logae/x=lne/(x*lna)=1/(x*lna)=(x*lna)^(-1)
可以知道,当a=e时有y=lnx y'=1/x
这时可以进行y=x^n y'=nx^(n-1)的推导了。因为y=x^n,所以y=e^ln(x^n)=e^nlnx,
所以y'=e^nlnx·(nlnx)'=x^n·n/x=nx^(n-1)
5.y=sinx
Δy=sin(x+Δx)-sinx=2cos(x+Δx/2)sin(Δx/2)
Δy/Δx=2cos(x+Δx/2)sin(Δx/2)/Δx=cos(x+Δx/2)sin(Δx/2)/(Δx/2)
所以limΔx→0Δy/Δx=limΔx→0cos(x+Δx/2)·limΔx→0sin(Δx/2)/(Δx/2)=cosx
6.类似地,可以导出y=cosx y'=-sinx
7y=tanx=sinx/cosx
y'=[(sinx)'cosx-sinx(cosx)']/(cosx)^2=[(cosx)^2+(sinx)^2]/(cosx)^2=1/(cosx)^2
8y=cotx=cosx/sinx
y'=[(cosx)'sinx-cosx(sinx)']/(sinx)^2=-1/(sinx)^2
9y=arcsinx
x=siny
x'=cosy
y'=1/x'=1/cosy=1/√1-sin^2y=1/√1-x^2
10y=arccosx
x=cosy
x'=-siny
y'=1/x'=-1/siny=-1/√1-(cosy)^2=-1/√1-x^2
11y=arctanx
x=tany
x'=1/(cosy)^2
y'=1/x'=(cosy)^2=1/(secy)^2=1/[1+(tanx)^2]=1/(1+x^2)
12y=arccotx
x=coty
x'=-1/(siny)^2
y'=1/x'=-(siny)^2=-1/(cscy)^2=-1/[1+(coty)^2]=-1/(1+x^2)
>幂函数求导公式的证明

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