2.3.1 复合函数的求导法则
定理(链式法则)若函数u=φ(x)在点x处可导,函数y=f(u)在其对应点u=φ(x)处也可导,则复合函数y=f(φ(x))在点x处可导,且
简记为
y'x=y'u·u'x.
上述公式称为复合函数的求导法则,也称链式法则.
证明 设x,u,y的改变量分别为Δx,Δu,Δy,因为函数u=φ(x)在点x处可导,所以u=φ(x)在点x处连续,即当Δx→0时,Δu→0,且假设Δu≠0时:
即
[f(φ(x))]'=f'(u)·φ'(x)
例1 设y=(2x+1)5,求y'.
解 该函数由y=u5,u=2x+1复合而成,所以
y'x=y'u·u'x=(u5)'u·(2x+1)'x=(5u4)·2=10(2x+1)4.
例2 设y=ln(1+x2),求y'.
解 该函数由y=lnu,u=1+x2复合而成,所以
发现:今后在求复合函数的导数时,要达到熟练运用该求导法则,应熟练运用如下方法技巧。“将复合过程默记在心、不必写出、由外往里、逐层求导”.
例如,求复合函数y=sin(3x2-5)的导数,将函数的复合过程y=sinu,u=3x2-5默记在心、不必写出,由外往里、逐层求导,得
y'=[sin(3x2-5)]'=cos(3x2-5)·(3x2-5)'=6xcos(3x2-5)
例3 求下列函数的导数y'.
(1); (2);
(3)y=sinln(1-2x); (4)y=sec32x.
(4)y'=(sec32x)'=3sec22x·(sec2x)'
=3sec22x·sec2x·tan2x·(2x')=6sec32x·tan2x.
发现:如果y=f(u),u=φ(v),v=ψ(x)均可导,则复合函数y=f(φ(ψ(x)))可导,且y'x=y'u·u'v·v'x.
此求导法则可以推广到有限个函数复合而成的复合函数求导.
例4
,求y'.