常用微分公式

教育知识 2026-02-19 22:01:22 徐强玉

常用微分公式】在数学学习和应用过程中,微分是极为重要的工具,尤其在物理、工程、经济等领域中有着广泛的应用。掌握一些常见的微分公式,有助于提高解题效率和理解函数变化的规律。以下是对一些常用微分公式的总结,并通过表格形式进行展示,便于查阅与记忆。

一、基本初等函数的导数

函数表达式 导数(微分)
$ f(x) = c $(常数) $ f'(x) = 0 $
$ f(x) = x^n $(n为实数) $ f'(x) = nx^{n-1} $
$ 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 $
$ 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} $

二、导数的基本法则

法则名称 公式
常数倍法则 $ [cf(x)]' = c f'(x) $
加减法法则 $ [f(x) \pm g(x)]' = f'(x) \pm g'(x) $
乘积法则 $ [f(x)g(x)]' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) $
商法则 $ \left[\frac{f(x)}{g(x)}\right]' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2} $
链式法则 $ [f(g(x))]' = f'(g(x)) \cdot g'(x) $

三、高阶导数与特殊函数

对于某些特殊函数或高阶导数,也需要掌握其微分规则:

函数表达式 一阶导数 二阶导数 说明
$ f(x) = \sin x $ $ \cos x $ $ -\sin x $ 三角函数的周期性导数
$ f(x) = \cos x $ $ -\sin x $ $ -\cos x $ 同上
$ f(x) = e^{kx} $ $ ke^{kx} $ $ k^2e^{kx} $ 指数函数的高阶导数
$ f(x) = \ln x $ $ \frac{1}{x} $ $ -\frac{1}{x^2} $ 对数函数的导数递推

四、隐函数求导与参数方程求导

在处理复杂函数时,常常需要使用隐函数求导或参数方程求导的方法:

- 隐函数求导:若 $ F(x, y) = 0 $,则 $ \frac{dy}{dx} = -\frac{\partial F/\partial x}{\partial F/\partial y} $

- 参数方程求导:若 $ x = x(t), y = y(t) $,则 $ \frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} $

五、小结

掌握常用微分公式不仅是学习微积分的基础,也是解决实际问题的重要工具。通过对这些公式的理解与熟练运用,可以有效提升计算能力和逻辑思维水平。建议在学习过程中多做练习,结合具体例子加深理解,避免机械记忆,做到灵活运用。

如需进一步扩展内容,可参考相关教材或参考资料,以获得更深入的知识体系。

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