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步步高高中数学 步步高选修2-2 第一章1.2.2(二)

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2024年3月17日发(作者:易之双)

1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)

[学习目标] 1.理解函数的和、差、积、商的求导法则.2.掌握求导法则的证明过程,能够综合

运用导数公式和导数运算法则求函数的导数.3.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求

导.

知识点一 导数运算法则

法则

[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x)

语言叙述

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)

两个函数的积的导数,等于第一个函数的导

[f(x)·g(x)]′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)

数乘上第二个函数,加上第一个函数乘上第

二个函数的导数

两个函数的商的导数,等于分子的导数乘上

fx

′=

f′xgx-fx·g′x

(g(x)≠0)

分母减去分子乘上分母的导数,再除以分母

gx

[gx]

2

的平方

思考 (1)函数g(x)=c·f(x)(c为常数)的导数是什么?

(2)若两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的情况下分母不为0)可导吗?反之如何?

(3)导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导成立吗?

答案 (1)g′(x)=cf′(x).

(2)若两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的情况下分母不为0)必可导.若两个函数均

11

不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.例如,设f(x)=sin x+,g(x)=cos x-,则

xx

f(x),g(x)在x=0处均不可导,但它们的和f(x)+g(x)=sin x+cos x在x=0处可导.

(3)导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导仍然成立.两个函数和(差)的导数运算

法则可以推广到有限个函数的情况,即[f

1

(x)±f

2

(x)±f

3

(x)±…±f

n

(x)]′=

f′

1

(x)±f′

2

(x)±f′

3

(x)±…±f′

n

(x).

知识点二 复合函数的导数

一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通

复合函数的概念 过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数

为y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x))

1

复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)

复合函数的求导法则 的导数间的关系为y

x

′=y

u

′·u

x

′,即y对x的导

数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积

思考 设函数y=f(u),u=g(v),v=φ(x),如何求函数y=f(g(φ(x)))的导数?

答案 y′

x

=y′

u

·u′

v

·v′

x

.

题型一 导数运算法则的应用

例1 求下列函数的导数:

121xx

(1)y=x

5

x

3

;(2)y=lg x-e

x

;(3)y=

·cos x;(4)y=x-sin ·cos .

5322

x

1

5

2

3

12

x

x

′=

x

5

′+

x

3

′ 解 (1)y′=

3



5

5



3

=x

4

+2x

2

.

1

(2)y′=(lg x-e

x

)′=(lg x)′-(e

x

)′=

-e

x

.

xln 10

(3)方法一 y′=

(x

1

2

11

1

·cos x

′=



′cos x+

(cos x)′

x



x

x

3

11

1

)

cos x-

sin x=-

2

x

2

cos x-sin x

xx

cos x1cos x1

=--

sin x=-

sin x

2x

3

x2xxx

cos x+2xsin x

=-

.

2xx

方法二 y′=

1cos x

cos x′x-cos x x′

·cos x

′=

′=

x



x

x

2

1

cos x

1

2

xsin x+

sinxxcosxx

2x

cos x+2xsin x

2

==-=-

.

x

2xx

x

xx1

(4)∵y=x-sin ·cos

=x-

sin x,

222

1

1

x-sin x

′=1-cos x.

∴y′=

2

2

反思与感悟 在对较复杂函数求导时,应利用代数或三角恒等变形对已知函数解析式进行化

简变形,如:把乘积的形式展开,分式形式变为和或差的形式,根式化为分数指数幂等,化

简后再求导,这样可以减少计算量.

2

2024年3月17日发(作者:易之双)

1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)

[学习目标] 1.理解函数的和、差、积、商的求导法则.2.掌握求导法则的证明过程,能够综合

运用导数公式和导数运算法则求函数的导数.3.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求

导.

知识点一 导数运算法则

法则

[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x)

语言叙述

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)

两个函数的积的导数,等于第一个函数的导

[f(x)·g(x)]′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)

数乘上第二个函数,加上第一个函数乘上第

二个函数的导数

两个函数的商的导数,等于分子的导数乘上

fx

′=

f′xgx-fx·g′x

(g(x)≠0)

分母减去分子乘上分母的导数,再除以分母

gx

[gx]

2

的平方

思考 (1)函数g(x)=c·f(x)(c为常数)的导数是什么?

(2)若两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的情况下分母不为0)可导吗?反之如何?

(3)导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导成立吗?

答案 (1)g′(x)=cf′(x).

(2)若两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的情况下分母不为0)必可导.若两个函数均

11

不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.例如,设f(x)=sin x+,g(x)=cos x-,则

xx

f(x),g(x)在x=0处均不可导,但它们的和f(x)+g(x)=sin x+cos x在x=0处可导.

(3)导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导仍然成立.两个函数和(差)的导数运算

法则可以推广到有限个函数的情况,即[f

1

(x)±f

2

(x)±f

3

(x)±…±f

n

(x)]′=

f′

1

(x)±f′

2

(x)±f′

3

(x)±…±f′

n

(x).

知识点二 复合函数的导数

一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通

复合函数的概念 过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数

为y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x))

1

复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)

复合函数的求导法则 的导数间的关系为y

x

′=y

u

′·u

x

′,即y对x的导

数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积

思考 设函数y=f(u),u=g(v),v=φ(x),如何求函数y=f(g(φ(x)))的导数?

答案 y′

x

=y′

u

·u′

v

·v′

x

.

题型一 导数运算法则的应用

例1 求下列函数的导数:

121xx

(1)y=x

5

x

3

;(2)y=lg x-e

x

;(3)y=

·cos x;(4)y=x-sin ·cos .

5322

x

1

5

2

3

12

x

x

′=

x

5

′+

x

3

′ 解 (1)y′=

3



5

5



3

=x

4

+2x

2

.

1

(2)y′=(lg x-e

x

)′=(lg x)′-(e

x

)′=

-e

x

.

xln 10

(3)方法一 y′=

(x

1

2

11

1

·cos x

′=



′cos x+

(cos x)′

x



x

x

3

11

1

)

cos x-

sin x=-

2

x

2

cos x-sin x

xx

cos x1cos x1

=--

sin x=-

sin x

2x

3

x2xxx

cos x+2xsin x

=-

.

2xx

方法二 y′=

1cos x

cos x′x-cos x x′

·cos x

′=

′=

x



x

x

2

1

cos x

1

2

xsin x+

sinxxcosxx

2x

cos x+2xsin x

2

==-=-

.

x

2xx

x

xx1

(4)∵y=x-sin ·cos

=x-

sin x,

222

1

1

x-sin x

′=1-cos x.

∴y′=

2

2

反思与感悟 在对较复杂函数求导时,应利用代数或三角恒等变形对已知函数解析式进行化

简变形,如:把乘积的形式展开,分式形式变为和或差的形式,根式化为分数指数幂等,化

简后再求导,这样可以减少计算量.

2

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