复合函数必背公式
【复合函数必背公式】在数学学习中,复合函数是一个重要的概念,尤其在高中和大学阶段的函数部分中经常出现。掌握复合函数的基本公式和性质,有助于提高解题效率和理解能力。以下是对复合函数相关公式的总结,结合表格形式进行展示,便于记忆和复习。
一、复合函数的基本定义
设函数 $ y = f(u) $ 和 $ u = g(x) $,则由这两个函数构成的复合函数为:
$$
y = f(g(x))
$$
记作:$ y = f \circ g(x) $
二、复合函数的常见类型与公式
| 类型 | 公式表达 | 说明 |
| 1. 基本复合 | $ f(g(x)) $ | 由两个函数依次作用构成 |
| 2. 多层复合 | $ f(g(h(x))) $ | 三个或以上函数依次复合 |
| 3. 反函数复合 | $ f(f^{-1}(x)) = x $, $ f^{-1}(f(x)) = x $ | 反函数与原函数互为逆运算 |
| 4. 复合函数的导数(链式法则) | $ (f \circ g)'(x) = f'(g(x)) \cdot g'(x) $ | 求导时需逐层求导并相乘 |
| 5. 复合函数的定义域 | $ D_{f \circ g} = \{ x \in D_g \mid g(x) \in D_f \} $ | 定义域是满足条件的输入集合 |
三、典型例题解析
例1:
已知 $ f(x) = x^2 + 1 $,$ g(x) = 2x - 3 $,求 $ f(g(x)) $ 和 $ g(f(x)) $。
解:
- $ f(g(x)) = f(2x - 3) = (2x - 3)^2 + 1 = 4x^2 - 12x + 9 + 1 = 4x^2 - 12x + 10 $
- $ g(f(x)) = g(x^2 + 1) = 2(x^2 + 1) - 3 = 2x^2 + 2 - 3 = 2x^2 - 1 $
例2:
若 $ f(x) = \sqrt{x} $,$ g(x) = x^2 + 1 $,求 $ f(g(x)) $ 的导数。
解:
- $ f(g(x)) = \sqrt{x^2 + 1} $
- 导数为:$ \frac{d}{dx} \sqrt{x^2 + 1} = \frac{1}{2\sqrt{x^2 + 1}} \cdot 2x = \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}} $
四、总结
复合函数是数学中常见的结构,其核心在于“函数套函数”的思想。掌握基本的复合公式、导数规则以及定义域的判断方法,对于解决实际问题具有重要意义。通过表格形式整理知识点,能够帮助学生更清晰地理解和记忆相关内容。
附:关键公式回顾表
| 公式名称 | 表达式 | 应用场景 |
| 复合函数定义 | $ f(g(x)) $ | 构造新函数 |
| 复合函数导数 | $ (f \circ g)'(x) = f'(g(x)) \cdot g'(x) $ | 微积分中的链式法则 |
| 反函数复合 | $ f(f^{-1}(x)) = x $ | 函数与反函数的关系 |
| 定义域限制 | $ D_{f \circ g} = \{ x \in D_g \mid g(x) \in D_f \} $ | 确定复合函数的有效范围 |
通过不断练习和应用这些公式,可以逐步提升对复合函数的理解和运用能力。希望本文能为你的学习提供帮助。








复合函数必背公式