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2.2 导数的运算法则

导数及其运算与应用 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 描述两个可导函数和、差、积、商求导时,如何拆解为单项求导再组合的运算规则。

从哪来 它建立在 8.1 数形结合 之上。通过几何直观理解导数作为切线斜率(局部线性变化率),进而推导复合运算下的变化率传递规律。

为什么 导数本质是极限 $\lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}$。 以乘法法则为例:$(uv)' = \lim \frac{u(x+\Delta x)v(x+\Delta x) - uv(x)}{\Delta x}$。 分子变形为 $u(x+\Delta x)[v(x+\Delta x)-v(x)] + v(x)[u(x+\Delta x)-u(x)]$。 除以 $\Delta x$ 后,第一项趋向 $u \cdot v'$,第二项趋向 $v \cdot u'$。 这揭示了“整体变化率 = 自身变化率×对方当前值 + 对方变化率×自身当前值”,体现了线性叠加原理。

代数拆解法
直接展示极限推导过程,强调代数变形技巧。
适合:逻辑严密、擅长符号运算、对极限概念理解深刻的理科强生。
物理类比法
将 $u, v$ 视为两个独立变化的量(如长和宽),面积 $S=uv$ 的变化率等于“长变宽不变”的贡献加上“宽变长不变”的贡献。
适合:抽象思维稍弱、喜欢直观物理意义、对纯代数推导感到枯燥的学生。
口诀记忆法
和差:分别求导; 乘积:前导后不导 + 后导前不导; 商:(分导被不导 - 被导分不导) / 分母平方。 配合板书反复演练结构。
适合:记忆型学习者、考前突击需求高、需要快速建立解题框架的学生。
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练一道
基础题
求 $f(x) = 3x^2 + \sin x$ 的导数。
变式
求 $g(x) = \frac{x^2+1}{x}$ 的导数。
试试手自己判
检测题
已知 $f(x) = x^3 \cdot e^x$,求 $f'(x)$。
看答案和判分标准
答案:$f'(x) = 3x^2 e^x + x^3 e^x = x^2 e^x (3+x)$
判对标准:
1. 正确识别为乘法法则(1分);
2. 正确写出两项:$3x^2 e^x$ 和 $x^3 e^x$(2分);
3. 若未合并同类项但两项正确,算对;若漏项或符号错,算错。
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