X ^ n的衍生物是什么?

X ^ n的衍生物是什么?
Anonim

对于功能 #F(X)= X ^ N#,n应该 不 等于0,原因将变得清晰。 n也应该是整数或有理数(即分数)。

规则是:

#f(x)= x ^ n => f'(x)= nx ^(n-1)#

换句话说,我们“借用”x的幂并使其成为导数的系数,然后从幂中减去1。

#f(x)= x ^ 2 => f'(x)= 2x ^ 1#

#f(x)= x ^ 7 => f'(x)= 7x ^ 6#

#f(x)= x ^(1/2)=> f'(x)= 1/2 * x ^( - 1/2)#

正如我所提到的,特殊情况是n = 0。这意味着

#F(X)= X ^ 0 = 1#

我们可以使用我们的规则和 技术上 得到正确的答案:

#f'(x)= 0x ^ -1 = 0#

然而,在我们试图使用此规则的反转时,我们将在后面的轨道上遇到并发症。

回答:

#y ^'= nx ^(n-1)#

以下是每个数字的证明,但只有所有整数的证明使用了导数定义的基本技能组合。所有有理数的证明都使用链式规则,而非理性则使用隐式差异。

说明:

话虽这么说,我会在这里展示它们,所以你可以理解这个过程。要小心它 #将# 相当长。

#y = x ^(n)#如果 #n = 0# 我们有 #y = 1# 并且常数的导数也是零。

如果 #N# 是任何其他正整数,我们可以把它扔在导数公式中,并使用二项式定理来解决混乱。

#y = lim_(h rarr 0)((x + h)^ n - x ^ n)/ h#

#y = lim_(h rarr 0)(x ^ n + Sigma_(i = 1)^ n(K_i * x ^(n-i)h ^ i) - x ^ n)/ h#

哪里 #K_I# 是适当的常数

#y = lim_(h rarr 0)Sigma_(i = 1)^ n(K_i * x ^(n-i)h ^ i)/ h#

划分那个 #H#

#y = lim_(h rarr 0)Sigma_(i = 1)^ nK_i * x ^(n-i)h ^(i-1)#

我们可以从总和中取出第一个词

#y = lim_(h rarr 0)K_1 * x ^(n-1)+ Sigma_(i = 2)^ nK_ix ^(n-i)h ^(i-1)#

采取限制,总和中的所有其他内容都归零。计算 #K_1# 我们看到它等于 #N#所以

#y = K_1 * x ^(n-1)= nx ^(n-1)#

对于 #N# 这是负整数,它有点复杂。知道 #x ^ -n = 1 / x ^ b#这样的 #b = -n# 因此是积极的。

#y = lim_(h rarr 0)1 / h(1 /(x + h)^ b - 1 / x ^ b)#

#y = lim_(h rarr 0)1 / h((x ^ b - (x + h)^ b)/(x ^ b(x + h)^ b))#

#y = lim_(h rarr 0)1 / h((x ^ b - x ^ b - Sigma_(i = 1)^ bK_ix ^(bi)h ^ i)/(x ^ b(x + h)^ b ))#

#y = lim_(h rarr 0)(( - Sigma_(i = 1)^ bK_ix ^(b-i)h ^(i-1))/(x ^ b(x + h)^ b))#

取出第一个学期

#y = lim_(h rarr 0)(( - K_1x ^(b-1) - Sigma_(i = 2)^ bK_ix ^(bi)h ^(i-1))/(x ^ b(x + h) ^ b))#

采取限制,在哪里 #K_1 = b#,将其替换回来 #N#

#y = -K_1x ^(b-1)/(x ^ b * x ^ b)= -K_1x ^(b-1-2b)= -K_1x ^( - b-1)= nx ^(n-1) #

对于理性,我们需要使用链规则。即: #f(g(x)) ^'= f ^'(g(x))g ^'(x)#

所以,知道这一点 #x ^(1 / n)= root(n)(x)# 并假设 #n = 1 / b# 我们有

#(x ^ n)^ b = x#

如果 #B# 是的,答案是技术上的 #| X |# 但这足以达到我们的目的

所以,使用我们的链规则

#x ^ n ^'= 1 /(bx ^(nb-n))= 1 /(bx ^(1-n))= nx ^(n - 1)#

最后但并非最不重要的是,使用隐式区分我们可以证明所有实数,包括非理性。

#y = x ^ n#

#ln(y)= n * ln(x)#

#y ^'/ y = n / x#

#y ^'=(nx ^ n)/ x = nx ^(n-1)#