數學 微積分及相關

2022-09-19 04:21:09 字數 2062 閱讀 5937

加法法則

\[(f(x)+g(x))'=f'(x)+g'(x)

\]證明:

\[\begin

(f(x)+g(x))'

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac+\frac\\

&=f'(x)+g'(x)

\end

\]證畢.

減法法則

\[(f(x)-g(x))'=f'(x)-g'(x)

\]與加法證法相似.

證:\[\begin

(f(x)-g(x))'

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac-\frac\\

&=f'(x)-g'(x)

\end

\]證畢.

乘法法則

\[(f(x)g(x))'=f(x)g'(x)+f'(x)g(x)

\]證:

\[\begin

(f(x)g(x))'

&=\lim_\frac}}\\

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\fracg(x+\delta x)+\lim_\fracf(x)\\

&=f'(x)g(x)+g'(x)f(x)

\end

\]證畢.

除法法則

\[(\frac)'=\frac

\]證明:

\[\begin

(\frac)'

&=(f(x)\frac)'\\

&=\frac+f(x)(\frac)'

\end

\]又因為:

\[\begin

(\frac)'

&=\lim_\frac\\

&=\lim_\frac-\frac}\\

&=\lim_\frac}\\

&=\lim_\frac\lim_\frac\\

&=-g'(x)\frac\\

&=-\frac

\end

\]代入得:

\[\begin

(\frac)'

&=\frac+f(x)(\frac)'\\

&=\frac-f(x)\frac\\

&=\frac-\frac\\

&=\frac

\end

\]證畢.

給出 \(n\) 次多項式函式 \(f(x)=a_nx^n+a_x^+\cdots+a_1x+a_0\) ,求其導數 \(f'(x)\) .

給出公式:

\[f'(x)=\sum_^nka_kx^

\]證:

設 \(f(x)=a_nx^n\),那麼:

\[\begin

f'(x)

&=\lim_ \frac\\

&=\lim_ \frac\\

&=a\lim_ \frac\\

&=a\lim_ \frac^n(c_n^kx^k^)-x^n}\\

&=a\lim_ \frac^(c_n^kx^k^)}\\

&=a\lim_ \frac^(c_n^kx^k^)+nx^\delta x}\\

&=a\lim_ ^(c_n^kx^k^)+nx^}\\

&=nax^

\end

\]所以:

\[f(x)'=(a_nx^n)'+(a_x^)'+\cdots+(a_1x)'=\sum_^nka_kx^

\]證畢.

設 \(f(x)=\frac\),求其導數 \(f'(x)\).

給出公式:

\[f'(x)=-\frac

\]注:反比例函式即為多項式求導中 \(n\) 取 \(-1\) 的情況,但我們還是單獨證明一下。

證:\[\begin

f'(x)

&=\lim_ \frac\\

&=\lim_ \frac-\frac}\\

&=a\lim_ \frac}\\

&=-a\lim_\frac\\

&=-\frac

\end

\]證畢.

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