根据权威资料,24个基本导数公式主要包括以下五类,涵盖常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数及复合函数导数等核心内容:
一、基本初等函数导数
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常数函数
$f(x) = C$,导数 $f'(x) = 0$
(常数变化率为零)
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幂函数
$f(x) = x^n$,导数 $f'(x) = nx^{n-1}$
(指数为系数,指数减一为指数)
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指数函数
$f(x) = a^x$,导数 $f'(x) = a^x \ln a$
(自然指数 $e^x$ 的导数为自身)
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对数函数
$f(x) = \ln x$,导数 $f'(x) = \frac{1}{x}$
(换底公式可推广至 $\log_a x = \frac{\ln x}{\ln a}$)
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三角函数
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$\sin x$ 的导数为 $\cos x$
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$\cos x$ 的导数为 $-\sin x$
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$\tan x$ 的导数为 $\frac{1}{\cos^2 x}$
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$\cot x$ 的导数为 $-\frac{1}{\sin^2 x}$
(反三角函数导数见后续)
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二、导数运算法则
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四则运算法则
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加法/减法:$(u \pm v)' = u' \pm v'$
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乘法:$(uv)' = u'v + uv'$
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除法:$\left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}$
(链式法则用于复合函数)
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复合函数导数
$y = f(g(x))$,导数 $y' = f'(g(x)) \cdot g'(x)$
(如 $y = \sin(x^2)$ 的导数为 $2x\cos(x^2)$)
三、反三角函数导数
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$\arcsin x$ 的导数为 $\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}$
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$\arccos x$ 的导数为 $-\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}$
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$\arctan x$ 的导数为 $\frac{1}{1 + x^2}$
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$\text{arccot } x$ 的导数为 $-\frac{1}{1 + x^2}$
(通过反函数导数法则推导)
四、其他常用公式
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正比例函数 $f(x) = kx$ 的导数为 $f'(x) = k$
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对数求导公式:$\frac{d}{dx} \log_a u = \frac{1}{u \ln a} \cdot u'$
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高阶导数:如 $(x^n)^{(m)} = \frac{n!}{(n-m)!} x^{n-m}$($n \geq m$)
总结 :以上公式通过分类整理,便于记忆和应用。实际计算中需注意函数定义域(如对数函数 $x > 0$),并灵活运用运算法则简化计算。