【大学导数公式表有哪些】在大学阶段,导数是微积分学习中的重要内容,掌握常见的导数公式对于理解函数的变化率、求极值、分析函数图像等都有重要意义。本文将总结大学数学中常用的导数公式,并以表格形式展示,便于查阅和记忆。
一、基本初等函数的导数
函数表达式 | 导数公式 |
$ f(x) = C $(常数) | $ f'(x) = 0 $ |
$ f(x) = x^n $(n为实数) | $ f'(x) = nx^{n-1} $ |
$ f(x) = e^x $ | $ f'(x) = e^x $ |
$ f(x) = a^x $(a > 0, a ≠ 1) | $ f'(x) = a^x \ln a $ |
$ f(x) = \ln x $ | $ f'(x) = \frac{1}{x} $ |
$ f(x) = \log_a x $ | $ f'(x) = \frac{1}{x \ln a} $ |
$ f(x) = \sin x $ | $ f'(x) = \cos x $ |
$ f(x) = \cos x $ | $ f'(x) = -\sin x $ |
$ f(x) = \tan x $ | $ f'(x) = \sec^2 x $ |
$ f(x) = \cot x $ | $ f'(x) = -\csc^2 x $ |
$ f(x) = \sec x $ | $ f'(x) = \sec x \tan x $ |
$ f(x) = \csc x $ | $ f'(x) = -\csc x \cot x $ |
二、复合函数的导数(链式法则)
若 $ y = f(u) $,$ u = g(x) $,则:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
$$
例如:
- $ f(x) = \sin(3x) $ 的导数为 $ 3\cos(3x) $
- $ f(x) = (x^2 + 1)^3 $ 的导数为 $ 3(x^2 + 1)^2 \cdot 2x = 6x(x^2 + 1)^2 $
三、反函数的导数
设 $ y = f(x) $,其反函数为 $ x = f^{-1}(y) $,则:
$$
\frac{dx}{dy} = \frac{1}{\frac{dy}{dx}} \quad (\text{当 } \frac{dy}{dx} \neq 0)
$$
四、高阶导数
某些函数的高阶导数也具有规律性,例如:
函数 | 一阶导数 | 二阶导数 | 三阶导数 | ... |
$ e^x $ | $ e^x $ | $ e^x $ | $ e^x $ | ... |
$ \sin x $ | $ \cos x $ | $ -\sin x $ | $ -\cos x $ | ... |
$ \cos x $ | $ -\sin x $ | $ -\cos x $ | $ \sin x $ | ... |
五、隐函数与参数方程的导数
1. 隐函数求导:
若 $ F(x, y) = 0 $,则:
$$
\frac{dy}{dx} = -\frac{\frac{\partial F}{\partial x}}{\frac{\partial F}{\partial y}}
$$
2. 参数方程求导:
若 $ x = x(t) $,$ y = y(t) $,则:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}} \quad (\text{当 } \frac{dx}{dt} \neq 0)
$$
六、常见导数公式总结
为了方便复习,以下是一些高频使用的基础导数公式汇总:
类型 | 公式 |
常数函数 | $ \frac{d}{dx}[C] = 0 $ |
幂函数 | $ \frac{d}{dx}[x^n] = nx^{n-1} $ |
指数函数 | $ \frac{d}{dx}[e^x] = e^x $;$ \frac{d}{dx}[a^x] = a^x \ln a $ |
对数函数 | $ \frac{d}{dx}[\ln x] = \frac{1}{x} $;$ \frac{d}{dx}[\log_a x] = \frac{1}{x \ln a} $ |
三角函数 | $ \frac{d}{dx}[\sin x] = \cos x $;$ \frac{d}{dx}[\cos x] = -\sin x $;$ \frac{d}{dx}[\tan x] = \sec^2 x $ |
反三角函数 | $ \frac{d}{dx}[\arcsin x] = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $;$ \frac{d}{dx}[\arccos x] = -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $;$ \frac{d}{dx}[\arctan x] = \frac{1}{1 + x^2} $ |
通过以上内容可以看出,大学阶段的导数公式种类繁多,但大部分都可以通过基本规则和技巧推导出来。建议在学习过程中多做练习题,加深对公式的理解和应用能力。