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2。基本积分公式表(1)0dxC ()=nx|+C() (m1,0)(4) (a0,a1)(5) (6)csxd=sinx+C(7)nxx=-cosx+(8)sec2x=anx+C()cs2xdxcot+C(10)senxdxse+C (1)ccxcotd=cscx+C (12)=arcsinx+(3)=artxC注。(1)不是在m=-的特例.(2)=n|x|+C,n后面真数x要加绝对值,原因是(|) =1/x事实上,对0,(nx|) =1/x;若0,则(ln|) =(ln(-x) =(3)要特别注意与的区别:前者是幂函数的积分,后者是指数函数的积分 下面我们要学习不定积分的计算方法,首先是四则运算。.复合函数的导数与微分大量初等函数含有复合函数的成分,它们的导数与微分计算法则具有特别重要的意义定理(链锁法则)设=(y),y=j(x)分别在点y=j(0)与x可导,则复合函数z=f(x)在x0可导,且或(f oj) (x0)=f (y0)j (x0).证.对应于自变量x0处的改变量Dx,有中间变量y在y=j()处的改变量Dy及因变量z在z=f(y0)处的改变量Dz,(注意D可能为0)现z=(y0)Dy+v,Dy=j(x)Dx+u, 且令,则v=y,(注意,当Dy=0时,Day仍成立)。在0可导又蕴含y在0连续,即Dy于是 = ()j (x0)+0j () (y) (x)为理解与记忆链锁法则,我们作几点说明:(1)略去法则中的x=x0与=y0,法则成为公式,其右端似乎约去dy后即得左端,事实上,由前面定理的证明可知,这里并不是一个简单的约分过程.(2) 计算复合函数的过程:xy z 复合函数求导的过程:zy x :各导数相乘例2。3。5 求y=nx的导数。解。令u=5x,则=iu.于是 y =cosu5=5cos5x.例2.36 求ncs的导数。解。令u=osx,则l。于是 y=.例.3.1 求幂函数y=xm的导数,为任意实数。解因=,令u=mnx,则yu。 y =um 是正整数n时,即例23。2。(3) 链锁法则可以推广到多层次中间变量的复合函数: 复合函数的求值:yzuvw 复合函数的求导:wvuyx :各导数相乘(4)在熟练掌握链锁法则以后,为简便写法,中间变量v,u,z,y等可不必写出,只要做到心中有数。例2.3.18 求的导数解。 = . (5) 链锁法则的微分形式是:d(j(x))(j(x)j(x) 例2。19 求函数 = 的微分解d =in2x2snxsx =2i cosxdxsnxdx 思考题.请你仔细研究例2.3.18的解题过程,函数的构成除由基本初等函数复合之外还包含四则运算,因此求导的过程也应遵循四则运算与链锁法则,两个方面必须同时考虑5导数与微分的四则运算设u=u(x),=v()为可导函数,c是常数,则有公式(1) (uv) = u ,d(uv) ddv 公式() (uv) = +v,d() = duuv 公式(3)(c) =cu,d(u)= cdu 公式(4) ,(v0)点击此处看公式()()的证明例2。.11 求y=anx的导数解(tax) = sec2x同理可得(cotx)=csc。例2。12求y=secx的导数解。(scx) = =ec tanx.同理可得(csc) -sc ctx例313 求y=(1+4x)(223x)的导数.解一。y =(1+4x)(x23x3)+(+)(223x) =4(2x2-3x)+(+4x)(22x33) =8x212x3+4x-92+1x236x34+152-48x3 解二因y =2x+5x3-124,故 =22x+53224x3=4x+15x8x3。例2。.14 求函数=(xsin)的微分.解。d=nxd(x+sinx)+(x+sx)lnx =n(ddsin)+(+inx) =lnx(dx+sxdx)+x d导数的定义从曲线的切线斜率以及其他有关函数变化速度问题,我们抽象出函数的导数概念定义。设函数y=f(x)在包含点x0的一个开区间X(这样的开区间称为x0的邻域)内有定义,y0=f(0)如果xX0,我们称xx0 0(读作dta)为自变量的改变量,Df(x)f(x0)为函数的(对应)改变量,比值为函数的差商或平均变化率如果极限 存在,则称函数yf()在点0可导(或可微),该极限称为函数y=f()在0点关于自变量的导数(或微商)记作因Dx=x-,x=0x,故还有此时,曲线yf(x)在点(x0,f(x0))的切线方程是.注意Dx可正可负,依x大于或小于x0而定 根据定义求已知函数yf(x)在给定点0的导数的步骤是:(1) 计算函数在自变量+Dx处的函数值(x+Dx);(2) 计算函数的改变量Dy=f(x0D)-f(x0);(3) 写出函数的差商;(4)计算极限,即导数值例2。3.1求常数函数y=c的导数解.因Dy=y(x+D)y(x)c-c=0,差商,故 =0此处x可为任意实数,即常数函数y=c在任意点x处的导数为例23。2 设n是正整数,求幂函数=xn 在点x处的导数解因y(x+Dx)=(+Dx)nxn+,=(x+D)y()=,故 特别,当=1时,函数yx在任意点处的导数为1。例2.3. 求曲线=3在点(2,8) 处的切线方程解.在上例中取n可知函数y=x3在点x处的导数为3x,于是在点(2,8)处的切线斜率是:(2)=32=12,故曲线y=x3在(,)处的切线方程是y-8=2(-2) 12x-16=0。注()从上述例子我们看到,一般情况下,给定函数y=f()在某个区间X内每一点都可导,这样可求出X内每一点的导数(),xX。于是y(x)成为X内有定义的一个新函数,我们称它为给定函数y=f()的导函数,且常常省略定义中的字样“在点处关于自变量的”,甚至简称f(x)的导数例如我们说常数函数y=c的导数是0, y=x的导数是1,y=n的导数是等等,分别记作 , =1,(x)=等等(2)关于改变量的记号,应把它与其后面的变量x或看作一个整体量,就象sinx中的sin一样,绝不能把D看成D与x的乘积,特别,为避免误解,我们用(Dx)2来表示Dx的平方而不写D .从导数的定义我们还可以导出其它一些初等函数的导数公式:(点击此处看例2.。4,例.3.5,例23.6证明)例.4 y=nx的导数是(sinx) =cosx,y=csx的导数是(cosx) =sinx例2。3。5 y=logax(0a1)的导数是(lo)= .特别,(nx)=1/x 例2。36 指数函数y=ax(a1)的导数是(a)=alna特别,(x)=ex 8. 导数的导数-二阶导数一般来说,函数=(x)的导数还是以x为自变量的函数:y f(x),如果它还可导,我们又可得f()的导数:()f (x),称为y=f(x)的二阶导数,记作y =f (),或.如果它还可导,我们就可继续逐次求三阶,四阶,的导数,对任意正整数n ,n阶导数被定义为y(n)((-1),n2,3,统称为函数 的高阶导数.例2。22 求y=snx的n阶导数解.y=cosx=si,用归纳法不难求出 y(n)=in.例。3.23 若 =s()为质点运动的路程函数,则s (t)=(t)是运动速度又,二阶导数s(t) (t)=a()则是运动的加速度.例224 求y =arc tanx的二阶导数.解.y ,y=(1+x)(1+x2)=思考题.对于可导函数=f(x)来说,导数 (x)表示曲线的切线斜率,请你考虑,如果f ()还可导,那么 (x)的正或负,反映函数=f(x)的图像的什么性态实验题。选择不同的函数,使二阶导数取正或负值,然后作出函数的图像,观察二阶导数对函数图像的影响.7. 基本初等函数的导数与微分公式求导公式 求微分公式(1) c =0 () (xm) =xm-1(3) (ax) =axl(e) =ex()(loax) (x) (5)(sx) =cox(6) (csx) =in(7) (tan)sec2(8) (ctx) =cs2x() (secx) = ex anx(10) (cscx) cscco(11) (ain) = (2) (arccosx)(3)(arctanx) =(1) (arctx)= d=0dxm=mx-1dx,Rdax=xladx,0 1deexxlogax=,01dndsinx=cosdcosx=-sinxxdtnx=scctx=-csc2dxdsec=secx anxddcsx-scx ctxdxdarsnx=darcosx=darcanx=darct= 例3.20 求acs的微分解. 例2。3.21求=+artane的导数解. 1。二元函数的导数与微分(选学)设z=f(x,y)是两个自变量x与的函数,与的变化都会引起函数z的变化,实际问题中有时需考虑单个自变量的变化引起的函数变化,即将另一自变量固定不变,看作常数,此时函数就像一元函数了.函数z关于一个变量的导数就称为z关
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