以下是求导数的简单例题及解析,涵盖基础函数求导和导数定义应用:
一、基础函数求导
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常数函数
$f(x) = C$($C$为常数)
导数:$f'(x) = 0$
解析:常数函数的图像是水平线,斜率为0。
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幂函数
$f(x) = x^n$($n$为实数)
导数:$f'(x) = nx^{n-1}$
解析:通过导数定义或幂函数求导法则得出。
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指数函数
$f(x) = a^x$($a > 0$且$a \neq 1$)
导数:$f'(x) = a^x \ln a$
解析:利用对数求导法或链式法则。
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三角函数
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$f(x) = \sin x$,导数:$f'(x) = \cos x$
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$f(x) = \cos x$,导数:$f'(x) = -\sin x$
解析:三角函数导数公式为标准结论。
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对数函数
$f(x) = \ln x$($x > 0$),导数:$f'(x) = \frac{1}{x}$
解析:通过导数定义或对数性质推导。
二、导数定义应用
例题 :求函数$f(x) = x(x-1)(x-2)\cdots(x-100)$在$x=0$处的导数。
解法 :
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方法一 :直接应用导数定义
$f'(0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(\Delta x) - f(0)}{\Delta x}$
代入计算得:$f'(0) = (-1)(-2)\cdots(-100) = 100!$
解析:通过极限定义计算导数。
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方法二 :多项式展开
设$f(x) = a_{101}x^{101} + a_{100}x^{100} + \cdots + a_1x + a_0$,则$f'(0) = a_1$,其中$a_1 = (-1)(-2)\cdots(-100) = 100!$
解析:利用多项式求导法则。
三、综合应用
例题 :求函数$f(x) = 3x^4 + \sin x$的导数。 解法 :
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分别求导:
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$(3x^4)' = 12x^3$(幂函数求导)
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$(\sin x)' = \cos x$(三角函数求导)
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合并结果:
$f'(x) = 12x^3 + \cos x$
解析:多项式与三角函数导数相加。
四、注意事项
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求导时需注意函数定义域,如对数函数需$x > 0$。
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复合函数求导需使用链式法则,例如$(\sin(x^2))' = 2x\cos(x^2)$。