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第52课 — 求导法则

导数的代数法则 — 幂法则、常数倍法则、和法则、积法则、商法则 — 以及基本函数的导数。实际应用中不再需要极限。

Used in: 高中2年级(16岁) · 等同于AP微积分AB第2单元 · 等同于《微积分》第I卷§3.3–3.5 · 等同于日本数学Ⅲ第3章

(fg)=fg+fg(fg)' = f'g + fg'
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

形式定义和定理

基本函数导数表

运算法则

"如果ffgg是可导函数,那么乘积(fg)(fg)'的导数存在并由f(x)g(x)+f(x)g(x)f'(x)g(x) + f(x)g'(x)给出。" — Active Calculus §2.3

积法则的证明

切线方程

已解决的示例

Exercise list

40 exercises · 10 with worked solution (25%)

Application 27Understanding 4Modeling 7Challenge 1Proof 1
  1. Ex. 52.1Application

    计算(x5)(x^5)'

  2. Ex. 52.2Application

    计算f(x)=3x24x+1f(x) = 3x^2 - 4x + 1的导数。

  3. Ex. 52.3ApplicationAnswer key

    计算(x)(\sqrt{x})'。提示:写成x1/2x^{1/2}并应用R2。

  4. Ex. 52.4Application

    计算(1x2)\left(\dfrac{1}{x^2}\right)'

  5. Ex. 52.5ApplicationAnswer key

    计算f(x)f'(x)f(x)=4x53x3+7x2f(x) = 4x^5 - 3x^3 + 7x - 2时。

  6. Ex. 52.6Application

    计算(1x3)\left(-\dfrac{1}{x^3}\right)'

  7. Ex. 52.7Application

    计算f(x)f'(x)f(x)=x2xxxf(x) = x^2\sqrt{x} - x\sqrt{x}时。

  8. Ex. 52.8Application

    计算f(x)f'(x)f(x)=x3+2xf(x) = x^3 + 2x时。

  9. Ex. 52.9Application

    计算(1x)\left(\dfrac{1}{\sqrt{x}}\right)'

  10. Ex. 52.10ApplicationAnswer key

    计算g(x)g'(x)g(x)=3x43x2g(x) = 3x^4 - 3x^2时。

  11. Ex. 52.11Application

    计算(sinxcosx)(\sin x \cdot \cos x)'

  12. Ex. 52.12ApplicationAnswer key

    计算(xex)(x e^x)'

  13. Ex. 52.13Application

    计算(xlnx)(x \ln x)'

  14. Ex. 52.14Application

    计算(x2sinx)(x^2 \sin x)'

  15. Ex. 52.15ApplicationAnswer key

    计算(excosx)(e^x \cos x)'

  16. Ex. 52.16Application

    计算(x2ex)(x^2 e^x)'

  17. Ex. 52.17ApplicationAnswer key

    计算(tanxex)(\tan x \cdot e^x)'

  18. Ex. 52.18Application

    计算(xsinx)(x \sin x)'

  19. Ex. 52.19Application

    计算(x3lnx)(x^3 \ln x)'

  20. Ex. 52.20Understanding

    积法则的推广。 如果ffgghh是可导函数,那么(fgh)(fgh)'是什么?

  21. Ex. 52.21Application

    计算(sinxx)\left(\dfrac{\sin x}{x}\right)'x0x \neq 0时。

  22. Ex. 52.22Application

    计算(exx)\left(\dfrac{e^x}{x}\right)'x0x \neq 0时。

  23. Ex. 52.23Application

    计算(1x2+1)\left(\dfrac{1}{x^2 + 1}\right)'

  24. Ex. 52.24Application

    计算k(x)k'(x)k(x)=x2+1x3k(x) = \dfrac{x^2 + 1}{x - 3}x3x \neq 3时。

  25. Ex. 52.25Application

    计算(3x2xx21)\left(\dfrac{3x^2 - x}{x^2 - 1}\right)'x±1x \neq \pm 1时。

  26. Ex. 52.26ApplicationAnswer key

    通过商法则求导,并证明(cotx)=csc2x(\cot x)' = -\csc^2 x

  27. Ex. 52.27Application

    secx=1cosx\sec x = \dfrac{1}{\cos x}通过商法则求导,并证明(secx)=secxtanx(\sec x)' = \sec x \tan x

  28. Ex. 52.28Application

    计算(xx2+1)\left(\dfrac{x}{x^2 + 1}\right)'

  29. Ex. 52.29ModelingAnswer key

    找到f(x)=x2+3xf(x) = x^2 + 3x在点x=1x = 1处的切线方程。

  30. Ex. 52.30ModelingAnswer key

    f(x)=x33xf(x) = x^3 - 3x的图形在哪些点有水平切线?

  31. Ex. 52.31Modeling

    一个物体的位置为s(t)=t36t2+9ts(t) = t^3 - 6t^2 + 9t米(tt以秒为单位)。计算v(t)v(t)a(t)a(t)。在t=2t = 2处评估,并确定物体何时停止。

  32. Ex. 52.32Modeling

    成本函数:C(q)=500+50q+0,1q2C(q) = 500 + 50q + 0{,}1q^2(雷亚尔)。计算边际成本C(q)C'(q)并在q=100q = 100处评估。

  33. Ex. 52.33Modeling

    总收入:R(q)=q(200q)R(q) = q(200 - q)。计算收入边际R(q)R'(q)并确定最大化收入的数量。

  34. Ex. 52.34Modeling

    找到x=1x = 1处的切线。

  35. Ex. 52.35Modeling

    对于s(t)=t36t2+9ts(t) = t^3 - 6t^2 + 9t,确定:(a) 在t=2t = 2处的速度;(b) 物体何时停止。

  36. Ex. 52.36UnderstandingAnswer key

    错误识别。 一个学生计算了(x2x3)=2x3x2=6x3(x^2 \cdot x^3)' = 2x \cdot 3x^2 = 6x^3。是对的还是错的?合理化并如需要更正。

  37. Ex. 52.37Understanding

    识别哪个求导规则应用到h(x)=exx2h(x) = \dfrac{e^x}{x^2},应用它并简化h(x)h'(x)

  38. Ex. 52.38Understanding

    概念。 为什么exe^x的导数是"特殊的"?用几何和数值术语解释(ex)=ex(e^x)' = e^x的含义。

  39. Ex. 52.39Challenge

    挑战:三个函数的乘积。 通过两次应用积法则证明(fgh)=fgh+fgh+fgh(fgh)' = f'gh + fg'h + fgh'

  40. Ex. 52.40Proof

    证明。 从导数的极限定义证明积法则(fg)=fg+fg(fg)' = f'g + fg'

来源

  • Active Calculus 2.0 — Boelkins · 2024 · §2.1(基本规则),§2.2(正弦和余弦),§2.3(乘积和商)。主要来源。 CC-BY-NC-SA。
  • OpenStax微积分第1卷 — OpenStax · 2016 · §3.3(求导法则),§3.4(导数作为变化率),§3.5(三角函数导数)。CC-BY-NC-SA。
  • APEX微积分 — Hartman et al. · 2023 · §2.3(基本规则),§2.4(乘积和商)。CC-BY-NC。

Updated on 2026-05-11 · Author(s): Clube da Matemática

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