高等数学
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2.6.3 微分的运算

从函数的微分的表达式

dy=f′(x)dx

可以看出,要计算函数的微分,只要计算函数的导数,再乘以自变量的微分即可.

1.基本初等函数的微分公式

(1)d(C)=0;  (2)d(xα)=αxα-1dx;

(3)d(sinx)=cosxdx;  (4)d(cosx)=-sinxdx;

(5)d(tanx)=sec2xdx;  (6)d(cotx)=-csc2xdx;

(7)d(secx)=secxtanxdx;  (8)d(cscx)=-cscxcotxdx;

(9)d(ax)=axlnadx;  (10)d(ex)=exdx;

例2 设y=ln(1+2x),求x=1处的微分dy|x=1.

解 因为,所以

例3 设y=cos(1-3x),求dy.

解 因为y′=-sin(1-3x)·(1-3x)′=3sin(1-3x),所以

dy=y′dx=3sin(1-3x)dx.

2.微分的四则运算

设函数u(x),v(x)(简记为u,v)均为可微函数,则

特别地,当u=c时,d(cv)=cdv;当u=1时,

3.复合函数微分法

设y=f(u),u=φ(x)的复合函数为y=f(φ(x)),如果u=φ(x)可微,且相应点处y=f(u)可微,显然有

dy=[f(φ(x))]′xdx=f′(u)φ′(x)dx,

由于φ′(x)dx=du,所以得到公式

dy=f′(u)du.

发现:与一般函数y=f(x)的微分dy=f′(x)dx相比,无论u是中间变量还是自变量,其微分形式一样,微分的这一性质称为一阶微分形式的不变性.

例4 求下列函数的微分dy.

(1)y=3ex-tanx;  (2)

(3)y=e-3xcos2x;  (4.

解 (1)dy=d(3ex-tanx)=d(3ex)-d(tanx)=(3ex-sec2x)dx;

(3)dy=d(e-3xcos2x)=e-3xd(cos2x)+cos2xd(e-3x

=(-sin2x)e-3xd(2x)+cos2x·e-3xd(-3x)

=(-sin2x)e-3x2dx+cos2x·e-3x(-3)dx

=-e-3x(2sin2x+3cos2x)dx.