(u'v - uv')/v²
导数中除法法则的公式及应用说明如下:
一、基本公式
对于两个可导函数 $u(x)$ 和 $v(x)$,其商的导数公式为: $$ \left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2} $$
其中 $u'$ 和 $v'$ 分别表示 $u(x)$ 和 $v(x)$ 的导数。
二、公式推导说明
该公式可通过以下步骤推导:
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差商极限定义 :根据导数的定义,$\left(\frac{u}{v}\right)' = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\frac{u(x+\Delta x)}{v(x+\Delta x)} - \frac{u(x)}{v(x)}}{\Delta x}$。
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分子有理化 :通过通分和化简,最终得到 $\frac{u'v - uv'}{v^2}$。
三、应用示例
计算 $y = \frac{x^2 + 1}{x}$ 在 $x = 2$ 处的导数:
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求导 :应用除法法则 $$ y' = \frac{(2x)(x) - (x^2 + 1)}{x^2} = \frac{2x^2 - x^2 - 1}{x^2} = \frac{x^2 - 1}{x^2} $$
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代入求值 :当 $x = 2$ 时 $$ y' = \frac{2^2 - 1}{2^2} = \frac{4 - 1}{4} = \frac{3}{4} $$
四、注意事项
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分母不为零 :公式要求 $v(x) \neq 0$,否则导数不存在。
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链式法则结合 :复杂函数可拆分后用链式法则处理。
五、实际应用领域
除法导数在物理学(如运动学)、经济学(如边际分析)等领域有广泛应用,例如计算速度、加速度或成本变化率。
通过以上内容,可系统掌握导数中除法法则的公式、推导及应用方法。