§2.3  反函数的导数,复合函数的求导法则

一、反函数的导数

设是直接函数,是它的反函数,假定在内单调、可导,而且,则反函数在间内也是单调、可导的,而且

                                               (1)

证明: ,给以增量

由  在  上的单调性可知

于是     

因直接函数在上单调、可导,故它是连续的,且反函数在上也是连续的,当时,必有

即:

【例1】试证明下列基本导数公式

 

证1、设为直接函数,是它的反函数

函数 在 上单调、可导,且

因此, 在 上, 有

 

注意到, 当时,,

因此,

证2  设,

则,

 在 上单调、可导且

故

 

证3 

 

类似地,我们可以证明下列导数公式:

二、复合函数的求导法则

如果在点可导,而在点可导,则复合函数在点可导,且导数为

证明:因 ,由极限与无穷小的关系,有

用去除上式两边得:

由在的可导性有:

,

即

上述复合函数的求导法则可作更一般的叙述:

若在开区间可导,在开区间可导,且时,对应的 ,则复合函数在内可导,且

                                             (2)

复合函数求导法则是一个非常重要的法则,特给出如下注记:

弄懂了锁链规则的实质之后,不难给出复合更多层函数的求导公式。

【例2】,求

引入中间变量, 设 ,,于是  

变量关系是 ,由锁链规则有:

(2)、用锁链规则求导的关键

引入中间变量,将复合函数分解成基本初等函数。还应注意:求导完成后,应将引入的中间变量代换成原自变量。

【例3】求的导数。

解:设 ,则,,由锁链规则有:

【例4】 设 ,求。

由锁链规则有 

           (基本初等函数求导)

          ( 消中间变量)

由上例,不难发现复合函数求导窍门

中间变量在求导过程中,只是起过渡作用,熟练之后,可不必引入,仅需“心中有链”。

然后,对函数所有中间变量求导,直至求到自变量为止,最后诸导数相乘。

请看下面的演示过程:

【例5】证明幂函数的导数公式 ,(为实数)。

证明:设