如果函數(shù)f(x)在(a,b)中每一點(diǎn)處都可導(dǎo),則稱(chēng)f(x)在(a,b)上可導(dǎo),則可建立f(x)的導(dǎo)函數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)數(shù),記為
如果f(x)在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且在區(qū)間端點(diǎn)a處的右導(dǎo)數(shù)和端點(diǎn)b處的左導(dǎo)數(shù)都存在,則稱(chēng)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上可導(dǎo),f'(x)為區(qū)間[a,b]上的導(dǎo)函數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)數(shù)。
編輯本段基本函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)
C'=0(C為
常數(shù))
(x^n)'=nx^(n-1) (n∈N+)
(sinx)'=cosx
(cosx)'=-sinx
(e^x)'=e^x
(a^x)'=(a^x)*lna(a>0且a≠1)
[logax)]' = 1/(x*logae)(a>0且a≠1)
[lnx]'= 1/x
編輯本段和差積商函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)
[f(x) + g(x)]' = f'(x) + g'(x)
[f(x) - g(x)]' = f'(x) - g'(x)
[f(x)g(x)]' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)
[f(x)/g(x)]' = [f'(x)g(x) - f(x)g'(x)] / [g(x)^2]
編輯本段復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)
設(shè) y=u(t) ,t=v(x),則 y'(x) = u'(t)v'(x) = u'[v(x)] v'(x)
例 :y = t^2 ,t = sinx ,則y'(x) = 2t * cosx = 2sinx*cosx = sin2x
復(fù)合函數(shù)與其導(dǎo)函數(shù)
一般定義
設(shè)函數(shù)在點(diǎn)x。的某個(gè)
鄰域內(nèi)有定義,當(dāng)自變量在處取得
增量Δx(點(diǎn)仍在該鄰域內(nèi))時(shí),相應(yīng)地函數(shù)取得增量Δy;如果Δy與Δx之比當(dāng)Δx→0時(shí)的極限存在,則稱(chēng)函數(shù)在點(diǎn)處
可導(dǎo),并稱(chēng)這個(gè)極限為函數(shù)在點(diǎn)x。處的
導(dǎo)數(shù),記為,即
,
也可記作f′(x)〡x=x.,或f′(x.)。
若將一點(diǎn)擴(kuò)展成函數(shù)
f(
x)在其定義域包含的某
開(kāi)區(qū)間I內(nèi)每一個(gè)點(diǎn),那么函數(shù)
f(
x)在開(kāi)區(qū)間內(nèi)可導(dǎo),這時(shí)對(duì)于內(nèi)每一個(gè)確定的值,都對(duì)應(yīng)著
f(
x)的一個(gè)確定的導(dǎo)數(shù),如此一來(lái)每一個(gè)導(dǎo)數(shù)就構(gòu)成了一個(gè)新的函數(shù),這個(gè)函數(shù)稱(chēng)作
原函數(shù)f(
x)的
導(dǎo)函數(shù),記作:
y'或者
f′(x)。
導(dǎo)函數(shù)的定義表達(dá)式為: 值得注意的是,導(dǎo)數(shù)是一個(gè)數(shù),是指函數(shù)
f(
x)在點(diǎn)
x0處導(dǎo)函數(shù)的
函數(shù)值。但通常也可以說(shuō)導(dǎo)函數(shù)為導(dǎo)數(shù),其區(qū)別僅在于一個(gè)點(diǎn)還是連續(xù)的點(diǎn)。
幾何意義 如右圖所示,設(shè)
P0為曲線(xiàn)上的一個(gè)定點(diǎn),
P為曲線(xiàn)上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)。當(dāng)
P沿曲線(xiàn)逐漸趨向于點(diǎn)
P0時(shí),并且割線(xiàn)
PP0的極限位置
P0
T存在,則稱(chēng)
P0
T為曲線(xiàn)在
P0處的切線(xiàn)。
若曲線(xiàn)為一函數(shù)
y =
f(
x)的圖像,那么割線(xiàn)
PP0的斜率為:
當(dāng)
P0處的切線(xiàn)
P0
T,即
PP0的極限位置存在時(shí),此時(shí),,則
P0
T的斜率tanα為:
上式與一般定義中的導(dǎo)數(shù)定義是完全相同,則
f'(
x0) = tanα,故導(dǎo)數(shù)的幾何意義即曲線(xiàn)
y =
f(
x)在點(diǎn)
P0(
x0,
f(
x0))處切線(xiàn)的斜率。
編輯本段函數(shù)可導(dǎo)的條件
如果一個(gè)
函數(shù)的
定義域為全體
實(shí)數(shù),即函數(shù)在上都有定義,那么該函數(shù)是不是在定義域上處處可導(dǎo)呢?答案是否定的。
函數(shù)在定義域中一點(diǎn)可導(dǎo)需要一定的條件是:函數(shù)在該點(diǎn)的左右兩側(cè)導(dǎo)數(shù)都存在且相等。這實(shí)際上是按照極限存在的一個(gè)
充要條件(
極限存在,它的左右極限存在且相等)推導(dǎo)而來(lái):
上式中,后兩個(gè)式子可以定義為函數(shù)在
x0處的左右導(dǎo)數(shù):
編輯本段導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性
一般地,設(shè)函數(shù)y=f(x)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)有導(dǎo)數(shù),如果在這個(gè)區(qū)間y'>0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間上為
增函數(shù):如果在這個(gè)區(qū)間y'<0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間上為
減函數(shù);如果在這個(gè)區(qū)間y'=0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間上為常數(shù)函數(shù)
編輯本段導(dǎo)數(shù)與極值
一般地,設(shè)函數(shù)y=f(x)在x=x0及其附近有定義,如果f(x0)的值比x0附近所有各點(diǎn)的函數(shù)值都大,我們說(shuō)f(x0)是函數(shù)y=f(x)的一個(gè)極大值;如果f(x0)的值比x0附近所有各點(diǎn)的函數(shù)值都小,我們說(shuō)f(x0)是函數(shù)y=f(x)的一個(gè)極小值。極大值與極小值統(tǒng)稱(chēng)
極值。
在定義中,取得極值的點(diǎn)稱(chēng)為
極值點(diǎn),極值點(diǎn)是自變量的值,極值指的是函數(shù)值。請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):
1.極值是一個(gè)局部概念。由定義,極值只是某個(gè)點(diǎn)的函數(shù)值與它附近點(diǎn)的函數(shù)值比較是最大或最小,并不意味著它在函數(shù)的整個(gè)的定義域內(nèi)最大或最小。
2.函數(shù)的極值不是唯一的。即一個(gè)函數(shù)在某區(qū)間上或定義域內(nèi)極大值或極小值可以不止一個(gè)。
3.極大值與極小值之間無(wú)確定的大小關(guān)系。即一個(gè)函數(shù)的極大值未必大于極小值。
4.函數(shù)的極值點(diǎn)一定出現(xiàn)在區(qū)間的內(nèi)部,區(qū)間的端點(diǎn)不能成為極值點(diǎn)。而使函數(shù)取得最大值、最小值的點(diǎn)可能在區(qū)間的內(nèi)部,也可能在區(qū)間的端點(diǎn)。
5.在函數(shù)取得極值處,如果曲線(xiàn)有切線(xiàn)的話(huà),則切線(xiàn)是水平的,從而有 f'(x) =0。但反過(guò)來(lái)不一定。如函數(shù)y=x3,在x=0處,曲線(xiàn)的切線(xiàn)是水平的,但這點(diǎn)的函數(shù)值既不比它附近的點(diǎn)的函數(shù)值大,也不比它附近的點(diǎn)的函數(shù)值小?!∪魓0滿(mǎn)足 =0,且在x0的兩側(cè)f(x)的導(dǎo)數(shù)異號(hào),則x0是f(x)的極值點(diǎn),f(x0)是極值,并且如果 在x0兩側(cè)滿(mǎn)足“左正右負(fù)”,則x0是f(x)的極大值點(diǎn),f(x0)是極大值;如果 在x0兩側(cè)滿(mǎn)足“左負(fù)右正”,則x0是f(x)的極小值點(diǎn),f(x0)是極小值。