常見函式求導
阿新 • • 發佈:2020-10-10
那如果讓你證明你會嗎?
我不會
如果用定義會很麻煩,這裡用到的都是反函式,就想到了反函式求導法則
反函式的導數
- y = f ( x ) 是 x = ψ ( y ) y=f(x)是x=\psi(y) y=f(x)是x=ψ(y)的反函式
- 若
ψ
(
y
)
\psi(y)
ψ(y)滿足:
- ①在 y 0 y_0 y0的某鄰域內連續
- ②嚴格單調
- ③ ψ ′ ( y 0 ) ≠ 0 \psi'(y_0)\ne0 ψ′(y0)=0
- 則
f
(
x
)
f(x)
f(x)在
x
0
(
x
0
=
ψ
(
y
0
)
x_0(x_0=\psi(y_0)
x0(x0=ψ(y0)處可導,且
f
′
(
x
0
)
=
1
ψ
′
(
y
0
)
f'(x_0)=\frac1{\psi'(y_0)}
證明
- 要證明:
lim
△
x
→
0
△
y
△
x
=
lim
△
y
→
0
1
△
x
△
y
\lim_{\triangle x\to 0}\frac{\triangle y}{\triangle x}=\lim_{\triangle y\to 0}\frac1{\frac{\triangle x}{\triangle y}}
△x→0lim△x△y=△y→0lim△y△x1其中
△
x
=
ψ
(
y
0
+
△
y
)
−
ψ
(
y
0
)
\triangle x=\psi(y_0+\triangle y)-\psi(y_0)
△x=ψ(y0+△y
- 現在要證明 △ x → 0 ⇔ △ y → 0 \triangle x\to 0 \Leftrightarrow \triangle y\to 0 △x→0⇔△y→0
- 這就用到了第二點那一堆苛刻的條件啦
- ∵ ψ \psi ψ在 y 0 y_0 y0的某鄰域內連續+嚴格單調
- ∴ f = ψ − 1 f=\psi^{-1} f=ψ−1在 x 0 x_0 x0的某鄰域內連續且嚴格單調
- 於是當且僅當
△
y
=
0
\triangle y=0
△y
- 也當且僅當 △ y → 0 \triangle y\to0 △y→0時, △ x → 0 \triangle x\to0 △x→0
- 由於 ψ ′ ( y 0 ) ≠ 0 \psi'(y_0)\ne 0 ψ′(y0)=0,有 f ′ ( x 0 ) = lim △ x → 0 △ y △ x = lim △ y → 0 △ y △ x f'(x_0)=\lim_{\triangle x\to0}\frac{\triangle y}{\triangle x}=\lim_{\triangle y\to0}\frac{\triangle y}{\triangle x} f′(x0)=△x→0lim△x△y=△y→0lim△x△y = 1 lim △ y → 0 △ x △ y = 1 ψ ′ ( y 0 ) =\frac1{\lim\limits_{\triangle y\to0}\frac{\triangle x}{\triangle y}}=\frac1{\psi'(y_0)} =△y→0lim△y△x1=ψ′(y0)1
然後上面的題就好證明多啦!
舉個例子
(
arcsin
x
)
′
=
1
1
−
x
2
(\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
(arcsinx)′=1−x2
1
- y = arcsin x , x = sin y y=\arcsin x,x=\sin y y=arcsinx,x=siny
- ( arcsin x ) ′ = 1 ( sin y ) ′ = 1 cos y = 1 1 − x 2 (\arcsin x)'=\frac{1}{(\sin y)'}=\frac1{\cos y}=\frac1{\sqrt{1-x^2}} (arcsinx)′=(siny)′1=cosy1=1−x2 1