基本函数求导公式Word文档下载推荐.docx
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.1x2
(arctanx)
(15)
1x2
函数的和、差、
积、
商的求导法则
设u
u(x)
v
v(x)都可导,则
(u
v)
uv
(3)
(uv)
uvuv
基本初等函数求导公式
反函数求导法则
⑷
(cosx)
sinx
⑹
(cotx)
2cscx
(8)
(cscx)
cscxcotx
(10)
(ex)ex
(12)
(lnx)
x
(arccosx)
(14)
(arccotx)
(16)
⑵(X)X
(2)(Cu)Cu(C是常数)
u
(4)
2v
若函数x(y)在某区间1y内可导、单调且
(y)0,则它的反函数yf(x)在对应
区间Ix内也可导,且
f(x)
(y)
dy
dx
复合函数求导法则
设而吃=倾对且/仪)及血朗都可导”则复合函数/[^(x)i的导数为
dydydu旷石临或y1=f(ulQG)
2.双曲函数与反双曲函数的导数.
或曲函数与反双曲函数都是初等函数.它们的导数都可以用前面的求导公式和求导袪则求出*
可以推出下表列出的公式:
(shx/-chx
(chr)'
=shx
chA:
(arsliv/=f——?
Vl+x
(archx)r=『】
Vx2-1
(arthx)=2
1-x
一、一个方程的情形
在第二章第六节中我们已经提出了隐函数
的概念,并且指出了不经过显化直接由方程
f(^y)=Q
求它所确定的隐函数的方法。
现在介绍隐函数存
在定理,并根据多元复合函数的求导法来导出隐
函数的导数公式,
隐函数存在定理1设函数F(x,y)在点PEyo)的
某一邻域内具有连续的偏导数,且Fgyo)0,
FySyo)0,则方程F(x,y)=0在点My。
)的某一邻域内恒能唯一确定一个单值连续且具有连续导数的函数yf(x),它满足条件y0f(xo),并有
dyFx
dxFy
(2)公式
(2)就是隐函数的求
导公式
这个定理我们不证。
现仅就公式
(2)作如下推
将方程⑴所确定的函数yf(x)代入,得恒等式
F(x,f(x))0,
其左端可以看作是x的一个复合函数,求这
个函数的全导数,由于恒等式两端求导后仍然恒
等,即得
FFdy0,
xydx
由于Fy连续,且口30)0,所以存在(xo,yo)的一个
邻域,在这个邻域内Fy0,于是得
dyFxdxFy'
如果F(x,y)的二阶偏导数也都连续,我们可以把等式
(2)的两端看作x的复合函数而再一次求导,即得
2
dyFxFxdy
dx2xFyyFydx
FxxFyFyzFx
FxxFy22FXyFxF
FxyFyFyyFxFx
FTF;
yFyyFx2
F3.
y
例1验证方程x2y210在点(0,1)的某一邻域
内能唯一确定一个单值且有连续导数、当x=0时,yi的隐函数y心),并求这函数的一阶和二阶导数在x=0的值。
解设F(x,y)x2y21,则
Fx2x,Fy2y,F(0,1)。
尺心)20.因此由定理1可知,方程x2y210在点(0,1)的某邻域内能唯一确定一
个单值且有连续导数、当x=0时,y1的隐函数
yf(x)
F面求这函数的一阶和二阶导数
d2yyxy
22dx=y
d2ydx2
隐函数存在定理还可以推广到多元函数•既然一个二元方程
(1)可以确定一个一元隐函数,那末一个三元方程
F(x,y,z)=0
(3)就有可能确定一个二元隐函数。
与定理1一样,我们同样可以由三元函数
F(xy,z)的性质来断定由方程F(xy,z)=0所确定的二元函数z=(x,y)的存在,以及这个函数的性质。
这就是下面的定理。
隐函数存在定理2设函数F(x,y,z)在点
P(xo,yo,zo)的某一邻域内具有连续的偏导数,且
F(xo,yo,zo)0,Fz(xo,yo,zo)0,则方程F(x,y,z)=0在点
(Xo,yo,zo)的某一邻域内恒能唯一确定一个单值连
Zof(x°
y°
),并有
ZFxZFy
x=Fzy=Fz
作如下推导.
法则得
z
Fx+Fzx=0
Fy+Fzy=0。
因为Fz连续,且Fz(x0,y0,z0)0,所以存在点(X0,y0,z0)的一个邻域,在这个邻域内Fz半0,于是得
zFxzFy
x=Fzy=Fz
2z例2设x2y2z24z0,求=
解设F(x,y,z)=x2y2z24z,则Fx=2x,Fz=2z4
应用公式(4),得
再一次x对求偏导数,得
(2z)x
(2z)2
、方程组的情形
F面我们将隐函数存在定理作另一方面的
推广。
我们不仅增加方程中变量的个数。
而且增
加方程的个数,例如,考虑方程组
F(x,y,u,v)0,
G(x,y,u,z)0.
(5)这时,在四个变量中,一般只能有两个变量独立变化,因此方程组(5)就有可能确定两个二元函
数。
在这种情形下,我们可以由函数F、G的性
质来断定由方程组(5)所确定的两个二元函数的
存在,以及它们的性质。
我们有下面的定理。
隐函数存在定理3设函数F(x,y,u,v)、G(x,y,u,v)
在点po(X0,yo,U0,V0)的某一邻域内具有对各个变量的连续偏导数,又F(x0,y0,u0,vo)0,G(xo,y0,u0,v0)0,且偏导
数所组成的函数行列式(或称雅可比(Jacobi)式):
在点Po(xo,yo,Uo,Vo)不等于零,则方程组F(x,y,u,v)0,
G(x,y,u,v)0在点(xo,yo,Uo,Vo)的某一邻域内恒能唯一确定一组单值连续且具有连续偏导数的函数uu(x,y),vv(x,y),它满足条件UoU(Xo,yo),vov(Xo,Uo),并有
FxFv
GxGv
u1(F,G)
FuFv
J
xJ(x,v)
GuGv
FuFx
GuGx
1(F,G)
J(u,x)
(6)
FyFv
Gy
Gv
(F,G)
Fu
Fv
j
(y,v)
Fy|
Gu
(u,y)
这个定理我们不证.
uuvv例3设xuyvo,yuXV1,求匚,y,匚和y.
解此题可直接利用公式(6),但也可依照推
导公式(6)的方法来求解。
下面我们利用后一种方
法来做。
将所给方程的两边对x求导并移项,得
Xyu,
xx
uvyxv.
Jxy220
在Jyxxy0的条件下,
uy
vx
xy
yx
xu
yv
xuyv
-22,
yuxv
~22-
将所给方程的两边对y求导,用同样方法在
Jx2y2
0的条件下可得
xuyv—22.
uxvyu
—~22,
yxy