【商的导数公式是什么】在微积分中,求函数的导数是研究函数变化率的重要工具。当两个函数相除时,我们通常需要使用“商的导数法则”来计算其导数。这个法则也被称为“商法则”,它是微分学中的基本内容之一。
一、商的导数公式总结
设函数 $ f(x) = \frac{u(x)}{v(x)} $,其中 $ u(x) $ 和 $ v(x) $ 都是可导函数,且 $ v(x) \neq 0 $,则其导数为:
$$
f'(x) = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{[v(x)]^2}
$$
这个公式可以简记为:分子导乘分母减去分子乘分母导,再除以分母的平方。
二、商的导数公式表格
项目 | 内容 |
函数形式 | $ f(x) = \frac{u(x)}{v(x)} $ |
导数公式 | $ f'(x) = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{[v(x)]^2} $ |
公式口诀 | 分子导乘分母,减去分子乘分母导,再除以分母的平方 |
使用条件 | $ u(x) $ 和 $ v(x) $ 均可导,且 $ v(x) \neq 0 $ |
应用场景 | 求两个函数相除后的导数,如 $ \frac{\sin x}{\cos x} $、$ \frac{x^2 + 1}{x - 3} $ 等 |
三、举例说明
例如,已知 $ f(x) = \frac{x^2}{x+1} $,求其导数:
- $ u(x) = x^2 $,则 $ u'(x) = 2x $
- $ v(x) = x + 1 $,则 $ v'(x) = 1 $
代入公式得:
$$
f'(x) = \frac{2x(x+1) - x^2(1)}{(x+1)^2} = \frac{2x^2 + 2x - x^2}{(x+1)^2} = \frac{x^2 + 2x}{(x+1)^2}
$$
四、注意事项
- 商法则适用于所有可导的函数相除的情况。
- 如果分母为常数,可以直接使用幂法则或直接求导。
- 在实际应用中,有时可以通过简化表达式后再使用商法则,以减少计算量。
通过掌握商的导数公式,我们可以更高效地处理复杂的函数求导问题。它是学习微积分过程中不可或缺的一部分。