如何用导数证明切线的斜率存在?

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2023-01-07 · 生活丰富多彩,请热爱生活。
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导数公式推导过程:

1、显而易见,y=c是一条平行于x轴的直线,所以处处的切线都是平行于x的,故斜率为0。用导数的定义做也是一样的:y=c,△y=c-c=0,lim△x→0△y/△x=0。

2、这个的推导暂且不证,因为如果根据导数的定义来推导的话就不能推广到n为任意实数的一般情况。在得到y=e^x y=e^x和y=lnx y=1/x这两个结果后能用复合函数的求导给予证明。

⒊、y=a^x,y=a^(x+△x)-a^x=a^x(a^△x-1),y/△x=a^x(a^△x-1)/△x。

如果直接令△x→0,是不能导出导函数的,必须设一个辅助的函数β=a^△x-1通过换元进行计算。由设的辅助函数可以知道:△x=loga(1+β)。

所以(a^△x-1)/△x=β/loga(1+β)=1/loga(1+β)^1/β。

显然,当△x→0时,β也是趋向于0的。而limβ→0(1+β)^1/β=e,所以limβ→01/loga(1+β)^1/β=1/logae=lna。

把这个结果代入lim△x→0△y/△x=lim△x→0a^x(a^△x-1)/△x后得到lim△x→0△y/△x=a^xlna。

可以知道,当a=e时有y=e^x y=e^x。

4、y=logax,△y=loga(x+△x)-logax=loga(x+△x)/x=loga/x,△y/△x=loga/x。

因为当△x→0时,△x/x趋向于0而x/△x趋向于∞,所以lim△x→0loga(1+△x/x)^(x/△x)=logae,所以有lim△x→0△y/△x=logae/x,可以知道,当a=e时有y=lnx y'=1/x。

这时可以进行y=x^n y=nx^(n-1)的推导了。因为y=x^n,所以y=e^ln(x^n)=e^nlnx。

所以y'=e^nlnx·(nlnx)=x^n/x=nx^(n-1)。

5、y=sinx。

△y=sin(x+△x)-sinx=2cos(x+△x/2)sin(△x/2)。

△y/△x=2cos(x+△x/2)sin(△x/2)/△x=cos(x+△x/2)sin(△x/2)/(△x/2)。

所以lim△x→0△y/△x=lim△x→0cos(x+△x/2)lim△x→0sin(△x/2)/(△x/2)=cosx。

6、类似地,可以导出y=cosx y=-sinx。

7、y=tanx=sinx/cosx。

y=/cos^2x=(cos^2x+sin^2x)/cos^2x=1/cos^2x。

8、y=cotx=cosx/sinx,y=/sin^2x=-1/sin^2x。

9、y=arcsinx,x=siny,x=cosy,y=1/x'=1/cosy=1/√1-sin^2y=1/√1-x^2。

10、y=arccosx,x=cosy,x=siny,y=1/x=1/siny=-1/√1-cos^2y=-1/√1-x^2。

11、y=arctanx,x=tany,x=1/cos^2y,y=1/x=cos^2y=1/sec^2y=1/1+tan^2y=1/1+x^2。

12、y=arccotx,x=coty,x=-1/sin^2y。

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