一元函数微分

posted
read
231 words · 1 min
tags
#math
contents
f′(x0)=lim⁡Δx→0f(x0+Δx)−f(x0)Δxf'(x_{0})=\lim_{ \Delta x \to 0 } \frac{f(x_{0} +\Delta x)-f(x_{0} )}{\Delta x} f′(x0)=lim⁡x→x0f(x)−f(x0)x−x0f'(x_{0})=\lim_{ x \to x_{0} } \frac{f(x)-f(x_{0} )}{x-x_{0}}

奇函数

ln⁡1+x1−x=ln⁡(1+x)−ln⁡(1−x)\ln \frac{1+x}{1-x}=\ln (1+x)-\ln(1-x) 1ax+1−12\frac{1}{a^x+1}-\frac{1}{2}

可导充要条件,左右导数存在且相等

F(x)=f(x)∣x−a∣, f(a)=0⇔ F(a)在x=a可导F(x)=f(x)|x-a|, \ f(a)=0 \Leftrightarrow \ F(a)在x=a可导

微分概念

dy∣x=x0=f′(x0)dxdy\big| _{x=x_{0}}=f'(x_{0})dx

可导⇔\Leftrightarrow可微

Δy=f(x0+Δx)−f(x0)\Delta y=f(x_{0}+\Delta x)-f(x_{0}) Δy=AΔx+o(Δx)\Delta y=A \Delta x+o( \Delta x) AΔx=f′(x0)ΔxA \Delta x=f'(x_{0})\Delta x lim⁡Δx→0Δy−AΔxΔx\lim_{ \Delta x \to 0 } \frac{\Delta y - A \Delta x}{\Delta x}

极限为零可微

基本求导公式

(xα)′=αxα−1(x^\alpha)'= \alpha x^{\alpha -1} (αx)′=αxln⁡α(\alpha^x)'=\alpha^x\ln \alpha (ex)′=ex(e^x)'=e^x (log⁡ax)′=1xln⁡a(\log_{a}x)'=\frac{1}{x\ln a} (ln⁡∣x∣)′=1x(\ln|x|)'=\frac{1}{x} (sin⁡x)′=cos⁡x(\sin x)'=\cos x (cos⁡x)′=−sin⁡x(\cos x)'=-\sin x (arcsin⁡x)′=11−x2(\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{ 1-x^2 }} (arccos⁡x)′=−11−x2(\arccos x)'=-\frac{1}{\sqrt{ 1-x^2 }} (tan⁡x)′=sec⁡2x(\tan x)'=\sec^2x (cot⁡x)′=−csc⁡2x(\cot x)'=-\csc^2x (arctan⁡x)′=11+x2(\arctan x)'=\frac{1}{1+x^2} (arccot x)′=11+x2(\text{arccot}\ x)'=\frac{1}{1+x^2} (sec⁡x)′=sec⁡xtan⁡x(\sec x)'=\sec x \tan x (csc⁡x)′=−csc⁡xcot⁡x(\csc x)'=-\csc x\cot x ln⁡(x+x2+1)′=1x2+1\ln(x+\sqrt{ x^2+1 })'=\frac{1}{\sqrt{ x^2+1 }} ln⁡(x+x2−1)′=1x2−1\ln(x+\sqrt{ x^2-1 })'=\frac{1}{\sqrt{ x^2-1 }} ln⁡(x+x2+α2)′=1x2+α2\ln(x+\sqrt{ x^2+\alpha^2 })'=\frac{1}{\sqrt{ x^2+ \alpha^2 }}

四则运算

[u(x)±v(x)]′=u(x)′±v(x)′[u(x)\pm v(x)]'=u(x)'\pm v(x)' [u(x)v(x)]′=u(x)′v(x)+u(x)v(x)′[u(x)v(x)]'=u(x)'v(x)+u(x)v(x)' [u(x)v(x)]′=u(x)′v(x)−u(x)v(x)′v(x)2,v(x)≠0\left[ \frac{u(x)}{v(x)} \right]'=\frac{u(x)'v(x)-u(x)v(x)'}{v(x)^2},v(x)\neq 0

连乘

∏1=0n\prod^{n}_{1=0}

反函数的导数

yx′=1xy′y'_{x}=\frac{1}{x'_{y}} yxx′′=−xyy′′(xy′)3y''_{x x}= -\frac{ x''_{y y }}{(x'_{y})^3} xyy′′=−yxx′′(yx′)3x''_{yy}= -\frac{ y''_{xx }}{(y'_{x})^3}

常用高阶求导

(eax+b)(n)=aneax+b(e^{ax+b})^{(n)}=a^n e^{ax+b} [sin⁡(ax+b)](n)=ansin⁡(ax+b+nπ2)[\sin(ax+b)]^{(n)}=a^n\sin\left( ax+b+\frac{n\pi}{2} \right) [cos⁡(ax+b)](n)=ancos⁡(ax+b+nπ2)[\cos(ax+b)]^{(n)}=a^n\cos\left( ax+b+\frac{n\pi}{2} \right) [ln⁡(ax+b)](n)=(−1)n−1an(n−1)!(ax+b)n[\ln(ax+b)]^{(n)}=(-1)^{n-1}a^n \frac{(n-1)!}{(ax+b)^n} (1ax+b)(n)=(−1)nann!(ax+b)n+1\left( \frac{1}{ax+b} \right)^{(n)}=(-1)^na^n \frac{n!}{(ax+b)^{n+1}}

莱布尼茨公式

(u±v)(n)=un±vn(u\pm v)^{(n)}=u^n\pm v^n (uv)(n)=∑k=0nCnku(n−k)v(k)(uv)^{(n)}=\sum^{n}_{k=0}C_{n}^ku^{(n-k)}v^{(k)}

\

泰勒公式

y=f(x)=∑n=0∞f(n)(x0)n!(x−x0)ny=f(x)=\sum^{\infty}_{n=0}\frac{f^{(n)}(x_{0})}{n!}(x-x_{0})^n y=f(x)=∑n=0∞f(n)(0)n!(x)ny=f(x)=\sum^{\infty}_{n=0}\frac{f^{(n)}(0)}{n!}(x)^n

已知公式

ex=∑n=0∞xnn!e^x=\sum^{\infty}_{n=0} \frac{x^n}{n!} 11+x=∑n=0∞(−1)nxn=1−x+x2−x3+⋯+(−1)nxn\frac{1}{1+x}=\sum^{\infty}_{n=0}(-1)^nx^n=1-x+x^2-x^3+\dots+(-1)^nx^n 11−x=∑n=0∞xn=1+x+x2+x3+⋯+xn\frac{1}{1-x}=\sum^{\infty}_{n=0}x^n=1+x+x^2+x^3+\dots+x^n ln⁡(1+x)=∑n=1∞(−1)n−1xnn=x−x22+x33+⋯+(−1)n−1xnn\ln(1+x)=\sum^{\infty}_{n=1}(-1)^{n-1}\frac{x^n}{n}=x-\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{3}+\dots+(-1)^{n-1}\frac{x^n}{n} sin⁡x=∑n=0∞(−1)nx2n+1(2n+1)!\sin x=\sum^{\infty}_{n=0}(-1)^n \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!} cos⁡x=∑n=0∞(−1)nx2n(2n)!\cos x=\sum^{\infty}_{n=0}(-1)^n\frac{x^{2n}}{(2n)!} (1+x)α=1+αx+α(α−1)2!x2+⋯+α(α−1)(α+1−n)n!xn(1+x)^\alpha=1+\alpha x+\frac{\alpha(\alpha-1)}{2!}x^2+\dots+\frac{\alpha(\alpha-1)(\alpha+1-n)}{n!}x^n arcsin⁡x=x+x33!+…\arcsin x=x+\frac{x^3}{3!}+\dots tan⁡x=x+x33+…\tan x=x+\frac{x^3}{3}+\dots arctan⁡x=x−x33+…\arctan x=x-\frac{x^3}{3}+\dots

排列组合

排列的公式:Anm=n!(n−m)!(n为下标,m为上标,以下同)。排列的公式:A^m_{n}=\frac{n!}{(n-m)!}(n为下标,m为上标,以下同)。 组合的公式:Cnm=n!m!(n−m)!组合的公式:C^m_{n}=\frac{n!}{m!(n-m)!}