首页 > 百科知识 > 精选范文 >

导数的除法公式推导

2026-01-20 17:38:16
最佳答案

导数的除法公式推导】在微积分中,导数是研究函数变化率的重要工具。对于两个可导函数的商(即除法)的导数,我们可以通过基本的导数规则进行推导。以下是关于导数的除法公式的详细推导过程及其总结。

一、导数的除法公式

设函数 $ f(x) $ 和 $ g(x) $ 都是可导函数,且 $ g(x) \neq 0 $,则它们的商 $ \frac{f(x)}{g(x)} $ 的导数为:

$$

\left( \frac{f(x)}{g(x)} \right)' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2}

$$

这个公式称为商法则,是求解两个函数相除后导数的基本方法。

二、推导过程

1. 定义函数的商:

设 $ h(x) = \frac{f(x)}{g(x)} $

2. 使用导数的定义:

$$

h'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{h(x + \Delta x) - h(x)}{\Delta x}

$$

3. 代入表达式:

$$

h'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\frac{f(x + \Delta x)}{g(x + \Delta x)} - \frac{f(x)}{g(x)}}{\Delta x}

$$

4. 通分并整理分子:

$$

= \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x + \Delta x)g(x) - f(x)g(x + \Delta x)}{\Delta x \cdot g(x + \Delta x)g(x)}

$$

5. 拆分分子项:

$$

= \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x + \Delta x)g(x) - f(x)g(x) + f(x)g(x) - f(x)g(x + \Delta x)}{\Delta x \cdot g(x + \Delta x)g(x)}

$$

6. 分别计算两项的极限:

$$

= \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2}

$$

三、公式总结

公式名称 表达式 说明
商法则 $ \left( \frac{f(x)}{g(x)} \right)' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2} $ 用于求两个可导函数之商的导数
适用条件 $ g(x) \neq 0 $ 分母不能为零
推导方法 利用导数的定义和极限运算 基本原理为极限与差商的结合

四、应用示例

例如,若 $ f(x) = x^2 $,$ g(x) = x + 1 $,则:

- $ f'(x) = 2x $

- $ g'(x) = 1 $

根据商法则:

$$

\left( \frac{x^2}{x + 1} \right)' = \frac{2x(x + 1) - x^2 \cdot 1}{(x + 1)^2} = \frac{2x^2 + 2x - x^2}{(x + 1)^2} = \frac{x^2 + 2x}{(x + 1)^2}

$$

五、总结

导数的除法公式(商法则)是微积分中的核心内容之一,它为处理函数的商提供了系统的方法。通过推导过程可以理解其背后的数学逻辑,而表格形式的总结则有助于快速掌握关键信息。在实际问题中,灵活运用该公式能够有效简化复杂的导数计算。

以上就是【导数的除法公式推导】相关内容,希望对您有所帮助。

免责声明:本答案或内容为用户上传,不代表本网观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。 如遇侵权请及时联系本站删除。