arctan求导

时间:2025-03-08 18:38:42 手机游戏

arctan函数的导数可以通过多种方法求得,以下是几种常见的方法和结果:

直接求导法

令 $y = \arctan(x)$,则 $x = \tan(y)$。

对 $x = \tan(y)$ 两边关于 $x$ 求导,得到:

$$

\frac{dx}{dy} = \sec^2(y)

$$

由于 $\sec^2(y) = 1 + \tan^2(y) = 1 + x^2$,所以:

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sec^2(y)} = \frac{1}{1 + x^2}

$$

因此,arctan函数的导数为 $\frac{1}{1 + x^2}$。

反函数求导法

设原函数为 $y = f(x)$,其反函数为 $x = f^{-1}(y)$。

根据反函数求导公式,有:

$$

\left( f^{-1}(y) \right)' = \frac{1}{f'(x)}

$$

对于 $y = \tan(x)$,其导数为 $\frac{d}{dx} \tan(x) = \sec^2(x) = 1 + \tan^2(x) = 1 + x^2$。

因此,反正切函数 $x = \arctan(y)$ 的导数为:

$$

\left( \arctan(y) \right)' = \frac{1}{1 + y^2}

$$

由于 $y = x$,所以:

$$

\left( \arctan(x) \right)' = \frac{1}{1 + x^2}

$$

综上所述,arctan函数的导数为 $\frac{1}{1 + x^2}$,这一结果通过多种方法得到了验证。