更新时间:2025 07 18 07:20:00 作者 :庆美网 围观 : 85次
各位老铁们,大家好,今天由我来为大家分享secx等于什么—secx等于什么的导数,以及的相关问题知识,希望对大家有所帮助。如果可以帮助到大家,还望关注收藏下本站,您的支持是我们最大的动力,谢谢大家了哈,下面我们开始吧!
那我们怎么来求出这个切线的斜率呢?我们首先在函数图像上取两点
P0(x0,y0)和P(x0+△x,y0+△y)
这里y0=f(x0),y0+△y=f(x0+△x)
△y=f(x0+△x)-y0=f(x0+△x)-f(x0)
连接直线P0P,这里P0P就是函数图像的一条割线。当△x→0的时,x0+△x→x0,点P也就逐渐趋近于点P0,割线P0P趋近于过点P0的切线,割线P0P的斜率也就趋近于这条切线的斜率。这个过程的极限值就是函数在点x0的导数。
割线P0P的斜率等于
[(y0+△y)-y0]/[(x0+△y)-x0]
=△y/△x
过点P0的切线的斜率
k=y′(x0)=f′(x0)
=lim(△y/△x),△x→0
=lim{[f(x0+△x)-f(x0)]/△x}
函数y=f(x)在定义域内每一个点的导数所构成的函数称为函数的导函数,记为y′=f′(x)。
y′=y′(x)=f′(x)=lim(△y/△x)
=lim{[f(x+△x)-f(x)]/△x},△x→0
我们把自变量x的增量△x用dx表示,称为自变量的微分;把因变量y的增量△y用dy表示,称为因变量的微分。那么导函数又可以表示为:
y′=y′(x)=f′(x)=dy/dx,dy=f′(x)dx
我们首先来求幂函数的导数
对于n∈N*,△x→0
(x^n)′=lim{[(x+△x)^n-x^n]/△x}
根据二项式定理:
(a+b)^n=Σ[C(n,r)×a^(n-r)×b^r]r=0,1,2,…,n
(x+△x)^n-x^n
=[x^n+nx^(n-1)△x+C(n,2)x^(n-2)(△x)^2+…+(△x)^n]-x^n
=nx^(n-1)△x+C(n,2)x^(n-2)(△x)^2+…+(△x)^n
(x^n)′=lim{[(x+△x)^n-x^n]/△x}
=lim{[nx^(n-1)△x+C(n,2)x^(n-2)(△x)^2+…+(△x)^n]/△x}
=lim[nx^(n-1)+C(n,2)x^(n-2)(△x)+…+(△x)^(n-1)],△x→0
=nx^(n-1)+0+…+0=nx^(n-1)
(x^n)′=nx^(n-1),n∈N*
也可以写成:y=x^n
y′=dy/dx=d(x^n)/dx=nx^(n-1)
dy=d(x^n)=[nx^(n-1)]dx
利用后面将要证明的
(e^x)′=e^x,[ln(x)]′=1/x
我们还可以将以上结论中的正整数n拓展到任意实数α。
根据对数恒等式
x=e^(lnx)
x^α=[e^(lnx)]^α=e^(αlnx)
(x^α)′=[e^(αlnx)]′=e^(αlnx)×(αlnx)′
=x^α×α×(lnx)′
=αx^α×(1/x)=αx^(α-1)
(x^α)′=αx^(α-1),α∈R
根据拓展到实数域的结论,我们可以很快得出几个常见导数。
(x)′=(x^1)′=1×x^(1-1)=x^0=1
(x^2)′=2×x^(2-1)=2×x^1=2x
(1/x)′=[x^(-1)]′=(-1)×x^(-1-1)
=-x^(-2)=-1/(x^2)
(√x)′=[x^(1/2)]′=(1/2)×x^(1/2-1)
=[x^(-1/2)]/2=1/(2√x)
(C)′=(Cx^0)′=C(x^0)′
=C[0×x^(0-1)]=C×0=0
C为任意常数
(x)′=1,(x^2)′=2x,(1/x)′=-1/(x^2)
(√x)′=1/(2√x),(C)′=0
接下来我们来讨论指对数函数的导数,我在前面的文章中已经详细讨论了利用自然常数e的定义,可以证明(e^x)′=e^x。
由于证明过程比较复杂,有兴趣的朋友可以前往我的主页翻看一下。
文章链接:
https://www.toutiao.com/article/7197230973258678822/
(e^x)′=e^x
利用这个结论,我们就可以求出以e为底的自然对数函数y=lnx的导数
y(x)=ln(x),x=e^y(x)
利用复合函数求导法则
(x)′=[e^y(x)]′=[e^y(x)]×y′(x)
1=x×y′(x)
y′(x)=[ln(x)]′=1/x
进一步对于任何底数a>0且a≠1的指数函数y=a^x求导
y(x)=a^x
ln[y(x)]=ln(a^x)=xlna
{ln[y(x)]}′=(xlna)′
[1/y(x)]×y′(x)=lna×(x)′=lna×1=lna
y′(x)=y(x)lna=(a^x)lna
(a^x)′=(a^x)lna
同样对于一般对数函数求导
y=log(a,x),a>0且a≠1
根据换底公式
[log(a,x)]′=(lnx/lna)′=(lnx)′/lna
=(1/x)/lna=1/(xlna)
[log(a,x)]′=1/(xlna)
指对数函数的导数就讨论到这里,接下来我们来讨论三角函数的导数。
首先来求正弦函数y=sinx的导数
根据两角和差公式
(sinx)′,△x→0
=lim[sin(x+△x)-sinx]/△x
=lim[sinxcos(△x)+cosxsin(△x)-sinx]/△x,△x→0
=lim[sinx+cosxsin(△x)-sinx]/△x
=lim[cosxsin(△x)/△x]
=cosxlim[sin(△x)/△x],△x→0
根据重要极限
lim(sinx/x)=1,x→0
lim[sin(△x)/△x]=1,△x→0
(sinx)′=cosxlim[sin(△x)/△x]
=cosx×1=cosx,△x→0
(sinx)′=cosx
类似地,我们还可以求得
(cosx)′=-sinx
(tanx)′=(secx)^2
(cotx)′=-(cscx)^2
最后我们来对反三角函数求导,我们以反正弦函数为例:
y=arcsinx,x=siny
dx/dy=d(siny)/dy=(siny)′=cosy
注意到arcsinx∈[-1,1]⊆(-π/2,π/2)
cosy=cos(arcsinx)>0
dx/dy=cosy=√(cosy)^2
=√[1-(siny)^2]=√(1-x^2)
y′(x)=dy/dx=1/(dx/dy)
=1/√(1-x^2)
(arcsinx)′=1/√(1-x^2)
类似地,我们还可以求得
(arccosx)′=-1/√(1-x^2)
(arctanx)′=1/(1+x^2)
(arccotx)′=-1/(1+x^2)
好了,关于基本初等函数的导数就介绍到这里。在整个推导过程中,运用到了多种不同的求导方法,值得大家认真体会。
总结一下,本文运用到的方法和知识点有:
导数定义、微分定义、二项式定理、复合函数求导法则、对数恒等式、反函数定义、自然常数e的定义、换底公式、两角和差公式、正弦重要极限、反三角函数定义等。
老黄虽然对数学非常有兴趣,但自知对数学探究尚未真正入门,完全可以说就是一个数学小白。但老黄在这方面却并无自知之明,依然对推导高等数学公式乐此不疲。
最近老黄推导了很多不定积分公式。当老黄研究到正弦余弦的幂积不定积分公式时,发现从它的递推公式,可以推出非常庞大的一套公式。需要分成很多种情况讨论。前面老黄分析到正割与正弦的幂积积分公式时,每次都只能探究其中的一个小部分。比如两个指数的差是一个偶数时的公式,以及两个指数的差是一个奇数,而正弦的指数又较小时的公式。此时还要分正弦指数的奇偶性两种情况,而且还有两个指数相差1的特殊情况。这个内容老黄已经有图文作品介绍,而视频作品则在《老黄学高数》系列学习视频第279讲中详细做了分析。
接下来,老黄要推导两个指数相差一个奇数的另外一种情况,就是正割的指数反而更小的情况。也要分成正割的指数是偶数或奇数的两种情况。由于正割的指数较小,所以我们要优先将正割进行降幂,这样公式中的阶乘就不会出现从正数乘到负数的情况。
而当正割偶幂时,每次降二次幂,最终就会把正割降为0次幂,从而得到正弦的正整数幂的不定积分。这个不定积分的公式在《老黄学高数》第264、267、274三讲都有介绍,也就是说,有三种推导的方法。这样就可以得到这种情况下的积公公式了。不像正弦的指数较小时一样,这里并不会有两个指数相差1的特殊情况。
接下来做一道例题:例1:求∫(secx)^4*(sinx)^7dx.
结果老黄已经检验过了,检验的过程相当麻烦,但也很有趣,有兴趣可以试一试。
当正割奇幂时,情况就变得相当复杂了。因为将正割降到1次幂之后,就无法再继续降下去了。而正割是1次幂时,乘以正弦的幂,老黄并没有找到积分公式可以直接运用。当然,我们可以在这个基础上,对正弦进行降幂,一直降到0次幂,就会得到正割的不定积分,从而可得到最终的公式。这样就把公式的推导分成两大步,两步之间互不干扰,所以不用担心最终公式中各系数受到干扰的问题。这种方法是可行的,但得到的公式是相当复杂的。
另外一种方法是利用sin^2=1-cos^2,把不定积分化成众多不定积分形成的多项式。这种方法肯定会比两步法复杂得多,因此也不可取。老黄这里还是运用两步法,但与上面提到的两大步不同。老黄先对正弦进行降幂,一直降到反而比正割的指数小1为止。这样就可以运用上面提到的正弦指数较小时,指数差等于1的特殊情况的公式,得到最后的公式。
当然这个方法也是极其复杂的。这样的公式,要是一下子就能推导正确,那可真是祖坟冒青烟了,你都不知道老黄这个数学小白是多艰苦才做到的。由于这里是两个公式的结合,所以有很多相同形式的参数代表不同的值,因此需要将它们转化统一,这也是相当麻烦的一步工作。另外之所以最后的分子中有一个绝对值的阶乘,是因为按这个公式,如果不加绝对值,最后会出现一个(-1)!!,在这里是没有意义的。而且它的作用是约掉分母中的(n-m)!!的某些项而己,因此在出现(-1)!!时,强行转化成1!!,就可以了。
最后再看一道例题:例2:求∫(secx)^3*(sinx)^6dx.
由于解题过程中,还要运用正割的3次幂的积分公式,这是《老黄学高数》第268讲和第275讲介绍的。所以这里其实综合了三个复杂的积分公式,你可以想像一下出错的概率有多高。像老黄这样的数学小白,不出错那才是太阳从西边升起了呢。
文章分享结束,secx等于什么—secx等于什么的导数和的答案你都知道了吗?欢迎再次光临本站哦!
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用户评论
这篇文章帮了我大忙!我本来对三角函数的导数不太理解,没想到这么简单!SECX 的概念我以前就懂了,现在知道它的导数是就是 tan(x)sec(x),简直太棒了!
有19位网友表示赞同!
突然发现很多微积分的概念其实都很有趣,像secx这种看上去很复杂的东西,导出来的结果竟然这么简单。感觉学习微积分需要慢慢积累知识和理解。
有18位网友表示赞同!
这篇博文写得太明白了!以前总是把 secx 带入到其他公式里计算,搞得自己头疼,现在知道了它的导数直接用 tan(x)sec(x),真是太高效了!
有9位网友表示赞同!
我觉得这个说法不太准确。secx 是余弦的倒数,它本身就是个复杂的函数,不应该简单地把它导出来就算完了。
有5位网友表示赞同!
作者说secx等于什么的导数是tan(x)sec(x),这的确是正确的。但我个人觉得应该解释一下这个公式是怎么来的,这样更容易理解。例如,我们可以先讨论secx的定义,然后通过一些简单的运算来推導出它的导数。
有16位网友表示赞同!
微积分好难啊!我实在看不明白怎么求得sec(x)的导数。感觉我的数学基础不太牢固
有18位网友表示赞同!
这个公式太神奇了!tan(x)sec(x),简直是微积分中最优雅的公式之一。
有9位网友表示赞同!
这篇文章太简单太浅层了!它只讲了sec(x)的导数,却忽略了其他重要的信息,比如它的定义域、图像等。我觉得一个完整的教程应该包含更深入的内容。
有7位网友表示赞同!
求解 sec(x) 的导数需要一定的数学基础,并不是所有人的数学能力都能理解这种方法。我希望作者能够提供一些更容易理解的解释或例子。
有17位网友表示赞同!
我想知道为什么sec(x)的导数是tan(x)sec(x),这个公式背后的原理是什么?
有11位网友表示赞同!
我以前学过三角函数和微积分,但是现在看到这篇文章我还是感觉有些陌生。也许是我理解能力太差了!
有11位网友表示赞同!
这篇文章写的很简明易懂,对于初学者来说非常有用!感谢作者分享这种宝贵的方法。
有20位网友表示赞同!
我需要学习一下sec(x)和tan(x)的区别是什么,这样才能更好的理解它的导数公式。
有9位网友表示赞同!
我想请问一下,如何求解更复杂的三角函数的导数呢?比如csc(x)或者cot(x)?
有5位网友表示赞同!
这篇文章让我明白了很多知识,我感觉三角函数学起来也不那么困难了!
有16位网友表示赞同!
我觉得这篇博文做得真好,能帮我真正理解secx等于什么的导数。我已经记住了tan(x)sec(x)这个公式,相信今后会经常用到。
有7位网友表示赞同!
我想要知道 sec x 和 cos x 的关系是什么?
有15位网友表示赞同!
文章写的很好,通俗易懂,对于初学者很友好!不过我希望作者能够给出一些具体的例子和练习题目,这样更容易理解和记忆这些知识点。
有15位网友表示赞同!