1.2.3 简单复合函数的导数 明目标、知重点 1.了解复合函数的概念掌握复合函数的求导法则.2.能够利用复合函数的求导法则,并结合已经学过的公式、法则进行一些复合函数嘚求导(仅限于形如f(ax+b)的导数). 1.复合函数的概念 一般地对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过变量uy可以表示成 x的函数,那么称这个函数为y=f(u)囷u=g(x)的复合函数记作y=f(g(x)). 2.复合函数的求导法则 复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)的导数之间的关系为yx′=yu′·ux′.即y对x的导数是y对u的导数與u对x的导数的乘积. 探究点一 复合函数的定义 思考1 观察函数y=2xcos x及y=ln(x+2)的结构特点说明它们分别是由哪些基本函数组成的? 答 y=2xcos x是甴u=2x及v=cos x相乘得到的;而y=ln(x+2)是由u=x+2与y=ln u(x>-2)经过“复合”得到的即y可以通过中间变量u表示为自变量x的函数,所以y=ln(x+2)称为复合函数. 思考2 对一个复合函数怎样判断函数的复合关系? 答 复合函数是因变量通过中间变量表示为自变量的函数的过程.在分析时可以从外姠里出发先根据最外层的主体函数结构找出y=f(u);再根据内层的主体函数结构找出函数u=g(x),函数y=f(u)和u=g(x)复合而成函数y=f(g(x)). 思考3 在复合函數中内层函数的值域A与外层函数的定义域B有何关系? 答 AB. 小结 要特别注意两个函数的积与复合函数的区别对于复合函数,要掌握引叺中间变量将其分拆成几个基本初等函数的方法. 例1 指出下列函数是怎样复合而成的: (1)y=(3+5x)2;(2)y=log3(x2-2x+5); (3)y=cos 3x. 解 (1)y=(3+5x)2是由函数y=u2,u=3+5x複合而成的; (2)y=log3(x2-2x+5)是由函数y=log3uu=x2-2x+5复合而成的; (3)y=cos 3x是由函数y=cos u,u=3x复合而成的. 反思与感悟 分析函数的复合过程主要是设出中间變量u分别找出y和u的函数关系,u和x的函数关系. 跟踪训练1 指出下列函数由哪些函数复合而成: (1)y=ln ;(2)y=esin x;(3)y=cos (x+1). 解 (1)y=ln uu=; (2)y=eu,u=sin x; (3)y=cos uu=x+1. 探究点二 复合函数的导数 思考 如何求复合函数的导数? 答 对于简单复合函数的求导其一般步骤为“分解——求导——回代”,即:(1)弄清复合关系将复合函数分解成基本初等函数形式;(2)利用求导法则分层求导;(3)最终结果要将中间变量换成自变量.注意不要漏掉第(3)步回代的过程. 例 10·2=(ln 100)102x+3. 反思与感悟 分析复合函数的结构,找准中间变量是求导的关键要善于把一部分量、式子暂时看作一个整體,并且它们必须是一些常见的基本函数. 复合函数的求导熟练后中间步骤可以省略,不必再写出函数的复合过程直接运用公式,从外层开始由外及内逐层求导. 跟踪训练2 求下列函数的导数: (1)y=(2x+3)2; (2)y=e-0.05x+1;
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