导读:反函数的导数公式是高等数学中的一个重要知识点。以下是对该公式的详细讲解:### 一、定义与公式设原函数为 $y = f(x)$,其反函数为 $x = f^{-1}(y)$,则反函数的导数公式为:$\frac{d}{dy}f^{-1}(y)...
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反函数的导数公式是高等数学中的一个重要知识点。
以下是对该公式的详细讲解:
### 一、定义与公式设原函数为 $y = f(x)$,其反函数为 $x = f^{-1}(y)$,则反函数的导数公式为:$\frac{d}{dy}f^{-1}(y) = \frac{1}{f'(x)}$或者写作:$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{dx}{dy}}$如果反函数写作 $y = f^{-1}(x)$,则公式应调整为:$\frac{d}{dx}f^{-1}(x) = \frac{1}{f'(f^{-1}(x))}$### 二、适用条件1. **原函数单调性**:
原函数必须在定义域内严格单调(递增或递减),以保证反函数存在。
2. **原函数可导性**:
原函数在其定义域内可导,且导数 $f'(x) eq 0$。
若原函数在某点导数为零,反函数在该对应点处不可导。
### 三、推导示例以反正弦函数为例,设 $y = \arcsin(x)$,则原函数为 $x = \sin(y)$,其导数为 $\frac{dx}{dy} = \cos(y)$。
根据反函数求导公式:$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{dx}{dy}} = \frac{1}{\cos(y)}$利用三角恒等式 $\cos(y) = \sqrt{1 - \sin^2(y)} = \sqrt{1 - x^2}$,代入得:$\frac{d}{dx}\arcsin(x) = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}$### 四、常见反函数导数公式1. **反正弦函数**:
$\frac{d}{dx}\arcsin(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$,定义域为 $(-1, 1)$。
2. **反余弦函数**:
$\frac{d}{dx}\arccos(x) = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$。
3. **反正切函数**:
$\frac{d}{dx}\arctan(x) = \frac{1}{1+x^2}$,定义域为全体实数。
4. **反余切函数**:
$\frac{d}{dx}\cot^{-1}(x) = -\frac{1}{1+x^2}$。
5. **反正割函数**:
$\frac{d}{dx}\sec^{-1}(x) = \frac{1}{|x|\sqrt{x^2-1}}$,定义域为 $x>1$ 或 $x<-1$。
6. **反余割函数**:
$\frac{d}{dx}\csc^{-1}(x) = -\frac{1}{|x|\sqrt{x^2-1}}$。
### 五、注意事项1. 反三角函数的导数公式仅在定义域内成立。
2. 对于复合反函数(如 $y = \arcsin(u(x))$),需结合链式法则求导。
### 六、练习题1. 求 $\frac{d}{dx}\arccos(2x)$。
2. 若 $y = \arctan(\sqrt{1-x^2})$,求 $\frac{dy}{dx}$。
希望以上内容能帮助你理解和掌握反函数的导数公式。
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