【阅前提示】我在原有“数理化自学丛书”系列17册的基础上又添加了1册八五人教甲种本《微积分初步》,原因有二:一则,我是双鱼座,有一定程度的偶双症,但“自学丛书”系列中代数4册、几何5册实在令我刺挠,因此就需要加入一本代数,使两边能够对偶平衡;二则,我认为《微积分初步》这本书对“准大学生”很重要,以我的惨痛教训为例,大一高数第一堂课,我是直接蒙圈,学了个寂寞。另外大学物理的前置条件是必须有基础微积分知识,因此我所读院校的大学物理课是推迟开课;而比较生猛的大学则是直接开课,然后在绪论课中猛灌基础高数(例如田光善舒幼生老师的力学课)。我选择在“自学丛书”17本的基础上添加这本《微积分初步》,就是希望小伙伴升大学前可以看看,不至于像我当年那样被高数打了个措手不及。
第二章导数和微分——二、求导方法
§2-6函数的和、差、积、商的导数
【01】相应于函数极限的四侧运算法则,我们根据导数的定义来导出求导数的四则运算法则,以简化求导数的计算。在下面的公式中,u 及 v 都是 x 的函数,而且都是可导的。
1、和(或差)的导数
法则1.两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差)。即
【证明】
即 y'=(u±v)'=u'±v' 。
【02】这个法则可以推广到任意有限个函数,
【03】即 。
例1.求 y=x³+sinx 的导数。
【解】y'=(x³)'+(sinx)'=3x²+cosx 。
例2.求 y=x⁴-x²-x+3 的导数。
【解】y'=4x³-2x-1 。
2、积的导数
法则2.两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数。即
【证明】
因为 f(x) 在点 x 处可导,所以它在点 x 处连续,于是当 △x→0 时,v(x+△x)→v(x) 。从而
,
即 y'=(uv)'=u'v+uv' 。
【04】从法则2立即可以得出 (Cu)'=C'u+Cu'=0+Cu'=Cu',也就是,常数与函数的积的导数,等于常数乘以函数的导数,即
例3.求 y=2x³-3x²+5x-4 的导数。
【解】y'=6x²-6x+5 。
例4.求 y=(2x²+3)(3x-2) 的导数。
【解】y'=(2x²+3)'(3x-2)+(2x²+3)(3x-2)'=4x·(3x-2)+(2x²+3)·3=18x²-8x+9 。
3、商的导数
法则3.两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方。即
【证明】
因为 v(x) 在点 x 处可导,所以它在点 x 处连续,于是当 △x→0 时,v(x+△x)→v(x) 。从而
,
即 y'=(u/v)'=(u'v-uv')/v² 。
例5.求 y=x²/sinx 的导数。
。
例6.求 y=(x+3)/(x²+3) 在点 x=3 处的导数。
【解】
例7.求证当 n 是负整数时,公式 (xⁿ)'=nxⁿ⁻¹ 仍然成立。
【证明】
设 n=-m,则 m 为正整数。
。
例8.求 y=2x²-3x+4-3/x+2/x² 的导数。
【解】
y=2x²-3x+4-3x⁻¹+2x²,
∴ y'=4x-3+3x⁻²-4x⁻³=4x-3+3/x²-4/x³ 。
1、求下列函数的导数:
(1) y=3x⁴-23x³+40x-10;
(2) y=ax³-bx+c;
(3) y=sinx-x+1;
(4) y=x²+2cosx 。
2、填空:
(1) [(3x²+1)(4x²-3)]'=( )(4x²-3)+(3x²+1)( );
(2) (x³sinx)'=( )x²sinx+a³( ) 。
3、求下列函数的导数:
(1) y=(3x²+1)(2-x);
(2) y=(1-2x³)(x-3x²);
(3) y=(1+x²)cosx;
(4) y=(1+sinx)(1-2x) 。
4、填空:
5、求下列函数的导数:
6、下列做法是否正确?如果不正确,加以改正: