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复合函数导数公式运算 - 掘金

最编程 2024-06-19 13:40:39
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复合函数的求导公式是一个非常重要的微积分知识点,以下是详细的求导公式和运算规则:

假设有两个函数 f(x)f(x)g(x)g(x),其中 g(x)g(x) 可以表示为 g(u)g(u),其中 uu 是另一个函数 u(x)u(x) 的输出结果,即 u(x)=g1(x)u(x)=g^{-1}(x),则复合函数 h(x)=f(g(x))h(x)=f(g(x)) 的导数可以表示为:

h(x)=f(g(x))g(x)h'(x)=f'(g(x)) \cdot g'(x)

其中 f(x)f'(x)g(x)g'(x) 分别表示函数 f(x)f(x)g(x)g(x)xx 处的导数,也就是它们的斜率。

需要注意的是,复合函数求导的运算顺序是从里到外的,即先求内层函数的导数,再乘以外层函数的导数。这是因为外层函数的输入是内层函数的输出,因此在求导时需要使用链式法则进行计算。

举个例子,如果有 h(x)=sin(2x+1)h(x)=\sin(2x+1),则内层函数是 2x+12x+1,外层函数是 sin(x)\sin(x)。首先求出内层函数的导数为 22,然后求出外层函数在 2x+12x+1 处的导数为 cos(2x+1)\cos(2x+1),最后将两个导数相乘即可得到 h(x)=2cos(2x+1)h'(x)=2\cos(2x+1)

需要注意的是,如果复合函数中存在多个函数嵌套,则需要依次进行求导并相乘。同时,如果内层函数的导数不是常数,而是一个函数,则需要使用链式法则的扩展形式进行求导,即将内层函数的导数作为外层函数的导数的一部分进行计算。