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由一道考研基础题引发的关于对(函数导数符号在内外的区别)f‘(x)和[f(x)]‘的区别思考_m0_55653575的博客

15 人参与  2022年05月26日 09:27  分类 : 《随便一记》  评论

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笔者今天在上课的时候,由于一道题和老师解法大相径庭而陷入思考

题目如下:

 这是道02年的数学考研题目填空题第二道,事后想想确实是道非常基础的题目。

下面先奉上老师的标准解法:

很经典的换元思想。

当时我纠结的地方在于,我下面的写法为何是错误。

笔者想把原题的左边式子看成复合函数求导的内导,根据复合函数的求导法则,只需要再乘以括号内e^{x}的导数也是就其本身,然后得到的就是f'(x)(整个复合导数的求导)

那么问题处在哪里了呢?

下面我们再引出一个问题,也是这篇文章的核心

这个f‘(2x)到底是什么呢,我相信很多很多高数的初学者会犯和我一样的错误

错认为答案为2

其实答案是1哈哈!!

这就牵扯到我们对复合求导这一概念的刨析了。

笔者抄了一段同济课本的复合求导定义:

 这个问题答案的解决核心是,这个f‘(2x)到底是等式的左边部分,还是画红线的部分

其实从形式上来看,很明显就是右边画红波浪号的形式了,

其实很多人对于这段定义都有误解

或者说其实对于f'(u)这个东西的理解有偏差 , 我们可能对大部分的复合求导都没有有问题,但是一直没有理清楚,我们求导的过程中,到底所写的部分是对于这个式子的哪个。

我们求的是y的导数没错,但是y的导数是上图左边,还是右边呢

答案是右边

其实f'[g(x)]本身就是f'(u),因为u=g(x),所以左边肯定是不对的

笔者充满了疑惑,在网上一直搜罗,最后找到了这个。

[公式] 的区别在于: [公式] 表示的是,先代入 [公式] 再求导; [公式] 表示的是先求导后代入 [公式]

 这句话可谓是一针见血。当然学习数学要本着探索其内在的精神。我们进一步思考含义

这句话其实换种方式理解,就是我们把框框看成一个整体,对框框求导。

 什么意思呢,其实就是我们复合函数常说的外导,就是把框框当成x处理,在处理完后把x换成框框,是不是有点绕回去了呢哈。

 举一个我们复合函数求导的例子,大家对照着理解

 

回过头来我们分析问题所在,其实是因为这样乘以e^{x},得到的不是f‘(x)

而是F'(X),原来的式子仅仅只是F‘(x)=【f(g(x))】‘而不是f’(g(x))

这里的F就是f和g两种法则的复合,我用一张图片帮助大家理解。

 

 所以这里的等号根本不成立,故错误。

总结:

f‘(g(x))=f‘(t) 这里是对t求导也就是g(x)求导,或者说是f’(x)(对x求导后)中全部x换成t的结果

[f(g(x))]'=F'(X) 这里F是f和g法则的复合,是对x求导,或者说是把x换成t 也就是g(x)后再求导


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求导  复合  导数  
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