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对数求导怎么求

2025-09-26 02:33:58

问题描述:

对数求导怎么求,快截止了,麻烦给个答案吧!

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2025-09-26 02:33:58

对数求导怎么求】在微积分中,对数求导法是一种用于求解复杂函数导数的技巧,尤其适用于含有多个变量相乘、相除或幂次形式的函数。通过取自然对数,可以将乘积、商和幂转化为加法、减法和乘法,从而简化求导过程。

一、对数求导法的基本步骤

1. 取自然对数:对原函数两边同时取自然对数(ln)。

2. 利用对数性质化简表达式:将乘积变为加法、商变为减法、幂变为乘法。

3. 对两边求导:使用隐函数求导法对两边进行求导。

4. 解出原函数的导数:将结果整理成原函数的导数表达式。

二、常见应用场景

应用场景 示例函数 说明
多个因子相乘 $ y = x^2 \cdot e^x \cdot \sin x $ 取对数后可拆分为加法,便于求导
分式函数 $ y = \frac{x^3}{(x+1)^2} $ 对数后变成减法,简化导数计算
幂函数 $ y = x^x $ 无法直接应用常规求导法则,需用对数求导法

三、对数求导法实例解析

示例1:$ y = x^x $

1. 取自然对数:

$$

\ln y = x \ln x

$$

2. 对两边求导:

$$

\frac{1}{y} \cdot y' = \ln x + x \cdot \frac{1}{x} = \ln x + 1

$$

3. 解出 $ y' $:

$$

y' = y (\ln x + 1) = x^x (\ln x + 1)

$$

示例2:$ y = \frac{(x+1)^3}{(x-1)^2} $

1. 取自然对数:

$$

\ln y = 3 \ln(x+1) - 2 \ln(x-1)

$$

2. 对两边求导:

$$

\frac{1}{y} \cdot y' = \frac{3}{x+1} - \frac{2}{x-1}

$$

3. 解出 $ y' $:

$$

y' = y \left( \frac{3}{x+1} - \frac{2}{x-1} \right) = \frac{(x+1)^3}{(x-1)^2} \left( \frac{3}{x+1} - \frac{2}{x-1} \right)

$$

四、总结

步骤 内容
1 对函数取自然对数
2 利用对数性质化简表达式
3 对两边求导(注意隐函数求导)
4 整理并解出原函数的导数

对数求导法是处理复杂函数导数问题的一种有效手段,特别适合于幂指函数、多因子相乘或分式结构的函数。掌握这一方法,有助于提高求导效率与准确性。

如需进一步了解不同类型的函数如何应用对数求导法,可参考相关微积分教材或练习题巩固理解。

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