分式求导

时间:2025-02-13 19:23:13 单机游戏

分式求导是微积分中的一个重要概念,用于求解分式函数的导数。分式求导的基本方法是利用商的导数公式,即:

\[

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

\]

其中,\( f(x) \) 和 \( g(x) \) 是两个可导函数,且 \( g(x)

eq 0 \)。

分式求导步骤

对分子求导 :将分式中的分子 \( f(x) \) 对 \( x \) 求导,得到 \( f'(x) \)。

对分母求导:

将分式中的分母 \( g(x) \) 对 \( x \) 求导,得到 \( g'(x) \)。

应用分式求导公式:

将分子和分母的导数代入公式中,得到:

\[

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

\]

化简结果:

如果可能,将结果化简到最简形式。

示例

假设我们要求函数 \( f(x) = \frac{x^2 + 3x}{x^2 - 1} \) 的导数。

对分子求导

\[

f'(x) = \frac{d}{dx}(x^2 + 3x) = 2x + 3

\]

对分母求导

\[

g'(x) = \frac{d}{dx}(x^2 - 1) = 2x

\]

应用分式求导公式

\[

f'(x) = \frac{(2x + 3)(x^2 - 1) - (x^2 + 3x)(2x)}{(x^2 - 1)^2}

\]

化简结果

\[

f'(x) = \frac{2x^3 - 2x + 3x^2 - 3 - 2x^3 - 6x^2}{(x^2 - 1)^2} = \frac{-3x^2 - 8x - 3}{(x^2 - 1)^2}

\]

因此,函数 \( f(x) = \frac{x^2 + 3x}{x^2 - 1} \) 的导数为 \( f'(x) = \frac{-3x^2 - 8x - 3}{(x^2 - 1)^2} \)。

注意事项

在求导过程中,确保分母不为零,否则分式无定义。

在应用分式求导公式时,注意分子和分母的导数要正确计算。

化简结果时,可能需要进一步因式分解或约分。

通过以上步骤和注意事项,可以有效地求解分式函数的导数。