胡效華
(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 北京 100070)
復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)是導(dǎo)數(shù)運算中重要一環(huán),它的鏈式求導(dǎo)法則即是導(dǎo)數(shù)運算學(xué)習(xí)的重點.也是學(xué)習(xí)的難點。
在七年制高職學(xué)生的微積分學(xué)習(xí)過程中,針對學(xué)生的年齡特點,復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則教學(xué)中應(yīng)把握以下幾點:
一般地,對于兩個函數(shù)y=f(u)和u=g(x) ,如果通過變量u,y可以表示成x的函數(shù),那么稱這個函數(shù)為函數(shù)y=f(u)和u=g(x)的復(fù)合函數(shù),記作y=f(g(x)),其中u叫做中間變量。
復(fù)合函數(shù)求導(dǎo),關(guān)鍵在于能夠正確分解復(fù)合函數(shù)。這就要求學(xué)生能夠理清函數(shù)的復(fù)合結(jié)構(gòu),由外及里,一層一層的分解函數(shù)。教學(xué)過程中,可以指導(dǎo)學(xué)生這樣看待復(fù)合函數(shù),即注意等號右端的小括號,將小括號看作中間變量,沒有小括號的,需要自己判斷并補出小括號[1]。復(fù)合函數(shù)是否分解正確,所分解出的函數(shù)應(yīng)是基本初等函數(shù)或者基本初等函數(shù)與常數(shù)經(jīng)過四則運算得到的函數(shù)。要做到不漏、不重。簡單的復(fù)合函數(shù)常見題型如下表。
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復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u)和u=g(x))的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為 ,即yx′=yu′·ux′對y的x導(dǎo)數(shù)等于y對u的導(dǎo)數(shù)與u對x的導(dǎo)數(shù)的乘積.
利用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)公式做題,第一步分解復(fù)合函數(shù),第二步計算yu′與ux′,第三步計算yx′=yu′·ux′并還原u。從解題步驟可以看出,分解復(fù)合函數(shù)是關(guān)鍵,導(dǎo)數(shù)基本公式是基礎(chǔ),復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則是應(yīng)用[2]。
對于前邊給出的復(fù)合函數(shù),其求導(dǎo)過程如下表(適合于常見的簡單復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)題型):
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有的時候,我們會遇到由三個或三個以上的函數(shù)復(fù)合而成的函數(shù),此時應(yīng)用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則,就要像剝洋蔥似的,由外及里,一層一層“剝皮”,將函數(shù)分解成基本初等函數(shù)的形式,再逐層求導(dǎo)、求各導(dǎo)數(shù)的乘積,還原中間變量,得到結(jié)果。
舉例如下:
求y=1n[sin(x-1)]的導(dǎo)數(shù)。
解1,設(shè)y=1nu,u=sinv,v=x-1
比如,求y=(2x-3)3的導(dǎo)數(shù)。
解:y′=3(2x-3)2.(2x-3)′=3(2x-3)2.2=6(2x-3)2′.
求y=1n[sin(x-1)]的導(dǎo)數(shù)也可以這樣解:
此種方法,不設(shè)中間變量,而是用“心算”方法完成求導(dǎo)過程,要達到這樣心算的程度,需要熟練掌握基本求導(dǎo)方法,方能形成求導(dǎo)的速度與技巧。