對數求導法

對數求導法

對數求導法是一種求函式導數的方法。 取對數的運算可將冪函式、指數函式及冪指函式運算降格成為乘法運算,可將乘法運算或除法運算降格為加法或減法運算,使求導運算計算量大為減少。 對數求導法套用相當廣泛。

基本信息

定義

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對求導的函式 其兩邊先取對數 ,再同求導 ,就得到求導結果 。

這種求導方法就稱為 對數求導法 。簡稱 對數求導法

原理

對數求導法的原理就是

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(1)換底,即 ;

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(2)複合函式求導法則,即 。

適用性

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函式 是乘積形式、商的形式、根式、冪的形式、指數形式或冪指函式形式的情況,求導時比較適用對數求導法,這是因為:取對數可將乘法運算或除法運算降格為加法或減法運算,取對數的運算可將根式、冪函式、指數函式及冪指函式運算降格成為乘除運算。

求導舉例

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(1)設 ,求 。

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取對數得,求導得,所以。

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(2)設,求。

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取對數得,

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求導得,

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所以。

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(3)設函式由方程所確定,且已知,求。

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方程兩邊對求導,得,,,求得

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將代入得。

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這裡由於整體上是個減法,所以先取對數沒有用。如果寫為,那是錯的,對數沒有這樣的運算性質。

套用舉例

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求函式在區間上的最小值,函式在區間上的最大值 。

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和在區間上連續且可導,

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(1)取對數得,求導得,所以,

 x (0,1/e) 1/e (1/e,+∞)
 f '(x) 負 0 正
 f(x) 單調減少 最小值 單調增加
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函式在區間上的最小值為

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(2)取對數得,求導得,所以,

 x (0,e) e (e,+∞)
 g'(x)  正 0 負
 g(x) 單調增加 最大值 單調減少
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函式在區間上的最大值為。

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