大学复合函数求导法则

大学复合函数求导法则

复合函数求导法则,也称为链式法则,是微积分中用于求复合函数导数的基本法则。以下是复合函数求导法则的概述:

复合函数求导法则

设函数 \( y = f(u) \) 在点 \( u = g(x) \) 处可导,且函数 \( u = g(x) \) 在点 \( x \) 处可导,那么复合函数 \( y = f[g(x)] \) 在点 \( x \) 处也可导,其导数可以表示为:

\[ \frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} \]

或者等价地:

\[ \frac{dy}{dx} = f'(u) \cdot g'(x) \]

其中,\( f'(u) \) 表示函数 \( y = f(u) \) 对 \( u \) 的导数,\( g'(x) \) 表示函数 \( u = g(x) \) 对 \( x \) 的导数。

例子

假设我们要求函数 \( y = \ln(x + 2) \) 的导数,我们可以将 \( x + 2 \) 看作一个整体变量 \( u \),然后应用链式法则:

\[ \frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \ln(u) = \frac{1}{u} \cdot \frac{du}{dx} = \frac{1}{x + 2} \cdot 1 = \frac{1}{x + 2} \]

多重复合函数求导

对于多重复合函数,比如 \( z = f(x, y) \),其中 \( x = g(t) \) 和 \( y = h(t) \),链式法则可以推广为: