一般的初等函数用导数的定义求是非常麻烦的,本节将介绍求导数的几个基本法则,借助于求导公式和法则,就能较方便地求出初等函数的导数.
一、 函数的和、差、积、商的求导法则
定理221设函数u=u(x)和v=v(x)在点x处都可导,则函数u(x)±v(x),u(x)v(x),u(x)v(x)在点x处也可导,则有
(1) [u(x)±v(x)]′=u′(x)±v′(x).
该法则可以推广到任意有限个可导函数之和(差)的情形.如:(u+v-w)′=u′+v′-w′.(2) [u(x)v(x)]′=u′(x)v(x)+u(x)v′(x).
特别地,[cu(x)]′=cu′(x).
该法则也可推广到任意有限个可导函数之积的情形.如:(uvw)′=u′vw+uv′w+uvw′.(3) u(x)v(x)′=u′(x)v(x)-u(x)v′(x)v2(x)(v(x)≠0).
特别地,1v(x)′=-v′(x)v2(x)(v(x)≠0).注
意(uv)′≠u′v′,uv′≠u′v′.例221求下列函数的导数:
(1) y=2x-3x+3cosx-ln5;(2) y=xlnx-xsinx.
解(1) y′=2x′-(3x)′+(3cosx)′-(ln5)′
=21x′-(3x)′+3(cosx)′-(ln5)′
=-2x2-3xln3-3sinx.
(2) y′=(xlnx)′-xsinx′
=(x)′lnx+x(lnx)′-(x)′sinx-x(sinx)′sin2x
=lnx+1-sinx-xcosxsin2x.
例222设y=tanx,求y′.
解y′=(tanx)′=sinxcosx′=(sinx)′cosx-sinx(cosx)′cos2x=cos2x+sin2xcos2x=1cos2x=sec2x.
即(tanx)′=sec2x.注
意这里用到了三角公式secx=1cosx.类似的,可得到(cotx)′=-csc2x.
例223设y=secx,求y′.
解y′=(secx)′=1cosx′=-(cosx)′cos2x=sinxcos2x=secxtanx.
即得正割函数的导数公式:(secx)′=secxtanx.类似,可得余割函数的导数公式:(cscx)′=-cscxcotx.例224求函数y=sinx+cosxsin2x的导数.
解化简y=sinx+cosxsin2x=sinx+cosx2sinxcosx=12(secx+cscx),可避免用商的求导法则,所以y′=12(secx+cscx)′=12secxtanx-12cscxcotx.注
意这里用到了三角公式secx=1cosx,cscx=1sinx.有些函数在求导前,可以先化简再求导,以简化求导的计算过程.