一般的初等函數用導數的定義求是非常麻煩的,本節將介紹求導數的幾個基本法則,借助於求導公式和法則,就能較方便地求出初等函數的導數.
一、 函數的和、差、積、商的求導法則
定理221設函數u=u(x)和v=v(x)在點x處都可導,則函數u(x)±v(x),u(x)v(x),u(x)v(x)在點x處也可導,則有
(1) [u(x)±v(x)]′=u′(x)±v′(x).
該法則可以推廣到任意有限個可導函數之和(差)的情形.如:(u+v-w)′=u′+v′-w′.(2) [u(x)v(x)]′=u′(x)v(x)+u(x)v′(x).
特別地,[cu(x)]′=cu′(x).
該法則也可推廣到任意有限個可導函數之積的情形.如:(uvw)′=u′vw+uv′w+uvw′.(3) u(x)v(x)′=u′(x)v(x)-u(x)v′(x)v2(x)(v(x)≠0).
特別地,1v(x)′=-v′(x)v2(x)(v(x)≠0).注
意(uv)′≠u′v′,uv′≠u′v′.例221求下列函數的導數:
(1) y=2x-3x+3cosx-ln5;(2) y=xlnx-xsinx.
解(1) y′=2x′-(3x)′+(3cosx)′-(ln5)′
=21x′-(3x)′+3(cosx)′-(ln5)′
=-2x2-3xln3-3sinx.
(2) y′=(xlnx)′-xsinx′
=(x)′lnx+x(lnx)′-(x)′sinx-x(sinx)′sin2x
=lnx+1-sinx-xcosxsin2x.
例222設y=tanx,求y′.
解y′=(tanx)′=sinxcosx′=(sinx)′cosx-sinx(cosx)′cos2x=cos2x+sin2xcos2x=1cos2x=sec2x.
即(tanx)′=sec2x.注
意這裏用到了三角公式secx=1cosx.類似的,可得到(cotx)′=-csc2x.
例223設y=secx,求y′.
解y′=(secx)′=1cosx′=-(cosx)′cos2x=sinxcos2x=secxtanx.
即得正割函數的導數公式:(secx)′=secxtanx.類似,可得餘割函數的導數公式:(cscx)′=-cscxcotx.例224求函數y=sinx+cosxsin2x的導數.
解化簡y=sinx+cosxsin2x=sinx+cosx2sinxcosx=12(secx+cscx),可避免用商的求導法則,所以y′=12(secx+cscx)′=12secxtanx-12cscxcotx.注
意這裏用到了三角公式secx=1cosx,cscx=1sinx.有些函數在求導前,可以先化簡再求導,以簡化求導的計算過程.