⚡ 核心公式速览
参数方程求导:$$\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt}, \qquad \frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d(dy/dx)/dt}{dx/dt}$$
隐函数求导:$$\frac{dy}{dx} = -\frac{F_x'}{F_y'}$$
幂指函数:$$u^v = e^{v \ln u}$$
反函数二阶导:$$\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{(dx/dy)''}{(dx/dy)^3}$$
泰勒系数法求高阶导:$$f^{(n)}(x_0) = n! \cdot a_n$$
本讲定位:纯计算讲。上一讲概念,这一讲计算——要学到熟练准确地计算。重难点:复合函数求导;分段函数求导;隐函数求导。
一、基本求导公式(熟记于心,倒背如流)
- (xᵃ)′ = ax^{a−1};(aˣ)′ = aˣln a((eˣ)′ = eˣ);(logax)′ = 1/(xln a)((ln x)′ = 1/x);(sin x)′ = cos x;(cos x)′ = −sin x;(tan x)′ = sec²x;(cot x)′ = −csc²x;(sec x)′ = sec x·tan x;(csc x)′ = −csc x·cot x;(arcsin x)′ = 1/√(1−x²);(arccos x)′ = 负的它;(arctan x)′ = 1/(1+x²);(arccot x)′ = 负的它。
二、求导法则
- 四则与复合:链式法则由外往内;微分形式不变性:无论 u 是自变量还是中间变量,dy = f′(u)du 都成立(换元不换形式)。
- 分段函数求导:分段点用定义求左右导数(左右表达式、函数值代入各段);非分段点用公式。
- 隐函数求导:F(x,y) = 0 两边对 x 求导(y 视为 x 的函数);或用公式 dy/dx = −F′ₓ/F′ᵧ。
- 参数方程求导:dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt);二阶 d²y/dx² = [d/dt(dy/dx)]/(dx/dt)。
- 反函数求导:dy/dx = 1/(dx/dy);d²y/dx² = −(dx/dy)″/(dx/dy)³(负号立方易忘)。
- 幂指函数与对数求导法:u(x)^{v(x)} = e^{v·lnu} 再求导;多项连乘除、开方用取对数化简。
三、高阶导数三大方法
- 归纳法:先求一、二、三阶,发现规律后写通式((sin x)⁽ⁿ⁾ = sin(x + nπ/2),(1/(x+a))⁽ⁿ⁾ = (−1)ⁿn!/(x+a)^{n+1} 等)。
- 莱布尼茨公式:(uv)⁽ⁿ⁾ = Σ C(n,k)u⁽ⁿ⁻ᵏ⁾v⁽ᵏ⁾(u 或 v 是低次多项式时项自动消失,常配 x² 型)。
- 泰勒展开法:f⁽ⁿ⁾(x₀) = n!·aₙ,其中 aₙ 是 f(x) 泰勒展开中 (x−x₀)ⁿ 的系数(求 f⁽ⁿ⁾(0) 神器:如 f(x) = 1/(1−x) 用等比展开)。
易错点
:复合函数漏层;参数方程二阶忘除 dx/dt;分段点求导必须用定义(公式只保证段内);幂指函数直接用指数法则;|A| 型绝对值函数按区间讨论。