1. 四则求导与反函数求导的正式陈述:、、 与 ★★ 必会
① 四则求导法则:设 在点 处各自可导,则
推论:,即常数因子可以提到求导记号之外;;多个因子相乘时逐个求导再相加,,其中每一项只对一个因子求导, 个因子共得 项。易错之处:商的分子是导上乘下 上乘导下,次序不能颠倒(分子是一个差,颠倒后相差一个负号);分母是 ,不是 。以上法则都以 在该点各自可导为前提;如果其中一个不可导,法则即失效,必须回到定义(参看后面关于隐含前提的一条)。
② 反函数求导法则:设 在区间 内单调、可导,且 ,那么它存在反函数 ,并且 在对应的区间内也可导,有
几何意义: 与 表示同一条曲线,只是自变量与因变量的角色对调,因此切线斜率 与 互为倒数。例(反三角函数导数的来历):由 得 ,故(因为 ,所以取正根)。必须注意:互为倒数只对一阶导数成立,二阶导数 (正确的公式见后面专门的一条)。
推论:,即常数因子可以提到求导记号之外;;多个因子相乘时逐个求导再相加,,其中每一项只对一个因子求导, 个因子共得 项。易错之处:商的分子是导上乘下 上乘导下,次序不能颠倒(分子是一个差,颠倒后相差一个负号);分母是 ,不是 。以上法则都以 在该点各自可导为前提;如果其中一个不可导,法则即失效,必须回到定义(参看后面关于隐含前提的一条)。
② 反函数求导法则:设 在区间 内单调、可导,且 ,那么它存在反函数 ,并且 在对应的区间内也可导,有
几何意义: 与 表示同一条曲线,只是自变量与因变量的角色对调,因此切线斜率 与 互为倒数。例(反三角函数导数的来历):由 得 ,故(因为 ,所以取正根)。必须注意:互为倒数只对一阶导数成立,二阶导数 (正确的公式见后面专门的一条)。
证明 / 推导
乘积法则的证明(用导数定义,添项减项). 因为 ,插入 ,得两边除以 并令 。由于 可导必连续,,于是 。商法则的证明. 先求 :,两边除以 后取极限,得 。再用乘积法则,。
反函数法则的证明. 设 。由单调性可知 ,因而下面的除法是合法的;又由单调连续函数的反函数仍然连续,当 时有 。于是这里有两处容易被忽略的依据: 依赖于单调性, 依赖于反函数的连续性。
举例说明
真题(2015·数一,解答题).(Ⅰ)设 可导,利用导数定义证明 ;(Ⅱ)设 可导,,写出 的求导公式。解.(Ⅰ)就是上面用添项减项所作的证明。求导法则本身也会成为考题,因此按定义的证明必须能够独立写完整,其中有两步是要害:插入 把增量拆成两组差;最后用 可导必连续这一事实完成取极限。(Ⅱ)把两个因子的法则用归纳法推广,即得逐个求导的公式式中每一项恰好只对一个因子求导,其余因子原样保留,共有 项。