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高等数学基础:三种特殊求导方法

【摘要】:一、隐函数的求导我们知道用解析法表示函数可以有不同的形式.若函数y可以用含自变量x的算式表示,如y=sinx,y=1+3x等,在这里,x是自变量,y是x的函数,这样的函数称为显函数.前面我们所遇到的函数大多是显函数.一般地,如果x与y的函数关系隐含在方程F(x,y)=0中,即x在某一区间取值时,相应地有确定的y值和它唯一对应,则称方程F(x,y)=0所确定的函数为隐函数.有些隐函数可以化为显函数,

一、隐函数的求导

我们知道用解析法表示函数可以有不同的形式.若函数y可以用含变量x的算式表

示,如y=sinx,y=1+3x等,在这里,x是自变量,y是x的函数,这样的函数称为显函数.前面我们所遇到的函数大多是显函数.

一般地,如果x与y的函数关系隐含在方程F(x,y)=0中,即x在某一区间取值时,相应地有确定的y值和它唯一对应,则称方程F(x,y)=0所确定的函数为隐函数.

有些隐函数可以化为显函数,例如x2+y2=1,有些隐函数并不是很容易化为显函数,例如ey+xy-e=0,那么在求其导数时应如何呢?下面让我们来解决这个问题!

1.若方程F(x,y)=0,能化为y=f(x)的形式,则用前面我们所学的方法进行求导;

2.若方程F(x,y)=0,不能化为y=f(x)的形式,方法步骤如下:

(1)在方程两边对x进行求导;

(2)在求导过程中把y看成x的函数y=f(x),用复合函数求导法则进行.

对方程右边求导得(1)′=0.

由于等式两边对x求导的导数相等,所以

注:我们对隐函数两边对x进行求导时,一定要把变量y看成x的函数,然后对其利用复合函数求导法则进行求导.

【例题3】 xy+ey=e,确定了y是x的函数,求y′(0).

二、对数求导法及幂指数函数的导数

有些函数在求导数时,若对其直接求导有时很不方便,有没有一种比较直观的方法呢?下面我们再来学习一种求导的方法.即对数求导法.

应用对数求导法时,先取函数的自然对数,然后再求导.注:此方法特别适用于幂函数的求导问题.(www.chuimin.cn)

【例题4】 求y=xsinx(x>0)的导数.

解:该函数既不是幂函数也不是指数函数,通常称为幂指函数.为了求该函数的导数,可以先在两边取对数,得lny=sinx·lnx;上式两边对x求导,注意y是x的函数,得

由于对数具有化积商为和差的性质,因此我们可以把多因子乘积开方的求导运算,通过取对数得到化简.

解:先在两边取对数(假定x>4),得

上式两边对x求导,注意y是x的函数,得

用同样的方法可得到与上面相同的结果.

三、参数方程求导法

平面曲线参数方程的一般形式

习题2.4

1.求由下列方程所确定的函数的导数.

(1)x2+y2=4; (2)x2+xy-y2=4;

(3)ex-ey=0; (4)sin(xy)=0.

3.用对数求导法则求下列函数的导数.

(1)y=xx

(3)y=xcosx