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。