Lição 53 — Regra da cadeia
Derivada de função composta: se y = f(g(x)), então dy/dx = f'(g(x))·g'(x). A regra mais usada em todo o cálculo aplicado.
Used in: 2.º ano EM (16 anos) · Equiv. Math II/III japonês §微分 · Equiv. Klasse 11 alemã Abitur
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
정의와 이론
정식 표현
"연쇄 미분법은 의 도함수가 임을 말합니다. 즉, 바깥 함수 를 도함수 구하고, 안쪽 함수 에서 계산한 뒤, 안쪽 함수의 도함수를 곱합니다." — OpenStax Calculus Volume 1, §3.6
"바깥에서 안으로 생각하세요: 바깥쪽 함수를 확인하고, 안쪽 함수는 그대로 두면서 그것을 도함수 구하고, 그 다음 안쪽 함수의 도함수를 곱하세요." — Boelkins, Active Calculus §2.5
엄밀한 증명
어려운 점은 일 때도 가 0일 수 있어서 를 약분하는 단순한 논증이 실패한다는 것입니다. 해결책은 보조함수를 사용하는 것입니다:
는 에서 연속입니다 (의 미분가능성에 의해). 이므로, 로 나누고 을 취하면 를 얻습니다.
기본 특수한 경우
| 합성함수 | 도함수 |
|---|---|
삼중 합성
일 때:
합성 다이어그램
합성의 흐름: 입력 x, g로 처리되어 u 생성, 다음에 f로 처리되어 y 생성. 전체 율 dy/dx는 각 부분 율의 곱입니다.
풀이된 예제들
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 53.1Application
를 계산하세요.
- Ex. 53.2ApplicationAnswer key
를 계산하세요.
- Ex. 53.3Application
를 계산하세요.
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를 계산하세요.
- Ex. 53.15ApplicationAnswer key
를 계산하세요. (답: .)
- Ex. 53.16Application
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- Ex. 53.17Application
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- Ex. 53.25Application
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를 계산하세요.
- Ex. 53.27Understanding
곡선 의 점 에서의 접선을 찾으세요. (답: .)
- Ex. 53.28Understanding
오류 분석. 학생이 라고 쓰세요. 어떤 구체적 오류가 저질러졌나요?
- Ex. 53.29UnderstandingAnswer key
개념. 를 도함수 구하려면 어떤 규칙을 적용하나요? 왜 곱 규칙이 아닌가요?
- Ex. 53.30Understanding
를 계산하세요.
- Ex. 53.31Modeling
물리학. 조화운동 중인 입자의 위치는 입니다. 가속도 를 계산하고 임을 보이세요.
- Ex. 53.32Modeling
원자핵 물리학. 방사성 붕괴는 를 따릅니다. 를 계산하고 임을 보이세요.
- Ex. 53.33Modeling
생물학. 물류 성장은 입니다. 를 계산하세요.
- Ex. 53.34Modeling
통계. 표준 정규 밀도 함수 에 대해 를 계산하세요.
- Ex. 53.35ModelingAnswer key
재정. 비율 로 할인된 캐시 흐름 의 현재 가치는 입니다. 를 계산하고 결과를 해석하세요.
- Ex. 53.36Modeling
물리학. 운동 에너지는 이고 속도는 입니다. 연쇄 미분법으로 를 계산하고 직접 도함수로 확인하세요.
- Ex. 53.37Challenge
를 계산하세요.
- Ex. 53.38ChallengeAnswer key
를 계산하세요.
- Ex. 53.39Challenge
를 계산하세요.
- Ex. 53.40Proof
증명. 단순 논증 가 연쇄 미분법의 엄밀한 증명으로 실패하는 이유를 설명하세요. 보조함수 가 문제를 어떻게 해결하나요?
출처
- Active Calculus 2.0 — Boelkins, Austin, Schlicker · 2024 · §2.5. 주요 출처. CC-BY-NC-SA.
- Calculus Volume 1 — OpenStax (Herman et al.) · 2016 · §3.6. CC-BY-NC-SA.
- APEX Calculus — Hartman et al. · 2024 · v5 · §2.5. CC-BY-NC.