微积分中函数求导规则

核心公式、包含分步解答的经典例题与参考资料

介绍了微积分中函数求导的基本规则以及相关例题。

1. 常数函数的导数

\( f(x) = c \) 的导数,其中 \( c \) 是常数,由下式给出:

常数法则: \[ f'(x) = 0 \]
例题与解答

已知 \( f(x) = -10 \),因此:

\[ f'(x) = 0 \]

2. 幂函数的导数(幂法则)

\( f(x) = x^r \) 的导数,其中 \( r \) 是常实数,由下式给出:

幂法则: \[ f'(x) = r x^{r-1} \]
例题与解答

已知 \( f(x) = x^{-2} \),因此:

\[ f'(x) = -2x^{-2-1} = \dfrac{-2}{x^3} \]

3. 常数乘以函数的导数

\( f(x) = c \cdot g(x) \) 的导数,其中 \( c \) 是常数,由下式给出:

常数倍法则: \[ f'(x) = c \cdot g'(x) \]
例题与解答

已知 \( f(x) = 3x^3 \),令 \( c = 3 \) 且 \( g(x) = x^3 \),则 \( f(x) = c \cdot g(x) \):

\[ f'(x) = c \cdot g'(x) = 3(3x^2) = 9x^2 \]

4. 函数和的导数(和法则)

\( f(x) = g(x) + h(x) \) 的导数由下式给出:

和法则: \[ f'(x) = g'(x) + h'(x) \]
例题与解答

已知 \( f(x) = x^2 + 4 \),令 \( g(x) = x^2 \) 且 \( h(x) = 4 \):

\[ f'(x) = g'(x) + h'(x) = 2x + 0 = 2x \]

5. 函数差的导数(差法则)

\( f(x) = g(x) - h(x) \) 的导数由下式给出:

差法则: \[ f'(x) = g'(x) - h'(x) \]
例题与解答

已知 \( f(x) = x^3 - x^{-2} \),令 \( g(x) = x^3 \) 且 \( h(x) = x^{-2} \):

\[ f'(x) = g'(x) - h'(x) = 3x^2 - (-2x^{-3}) = 3x^2 + 2x^{-3} \]

6. 两个函数乘积的导数(乘积法则)

\( f(x) = g(x) \cdot h(x) \) 的导数由下式给出:

乘积法则: \[ f'(x) = g(x) \cdot h'(x) + h(x) \cdot g'(x) \]
例题与解答

已知 \( f(x) = (x^2 - 2x)(x - 2) \),令 \( g(x) = x^2 - 2x \) 且 \( h(x) = x - 2 \):

\[ f'(x) = g(x)h'(x) + h(x)g'(x) = (x^2 - 2x)(1) + (x - 2)(2x - 2) \]

展开并合并同类项:

\[ f'(x) = x^2 - 2x + 2x^2 - 6x + 4 = 3x^2 - 8x + 4 \]

7. 两个函数商的导数(商法则)

\( f(x) = \dfrac{g(x)}{h(x)} \) 的导数由下式给出:

商法则: \[ f'(x) = \dfrac{h(x)g'(x) - g(x)h'(x)}{(h(x))^2} \]
例题与解答

已知 \( f(x) = \dfrac{x - 2}{x + 1} \),令 \( g(x) = x - 2 \) 且 \( h(x) = x + 1 \)。此处 \( g'(x) = 1 \) 且 \( h'(x) = 1 \):

\[ f'(x) = \dfrac{(x + 1)(1) - (x - 2)(1)}{(x + 1)^2} \]

合并并化简:

\[ f'(x) = \dfrac{x + 1 - x + 2}{(x + 1)^2} = \dfrac{3}{(x + 1)^2} \]

更多参考资料与链接