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同学们好!今天我们要学习一个数学中的魔法公式——幂函数的导数!什么是幂函数呢?就是形如 f(x) = x^α 的函数,比如 x²、x³、根号x 等等。看这些美丽的曲线,它们都有一个共同的特点,就是底数是 x,指数是常数。现在让我们一起来探索这个神奇的导数公式吧!
现在让我们看看这个神奇的公式!如果 f(x) = x^α,那么它的导数就是 f'(x) = α·x^(α-1)。这个公式非常简单:第一步,把指数α提到前面;第二步,原来的指数减去1。就这么简单!记住这个口诀:指数提前面,原数减个一。
让我们来试试几个例子。第一个例子:f(x) = x²,根据公式,指数2提到前面,原指数减1,得到f'(x) = 2x。第二个例子:f(x) = x³,同样地,f'(x) = 3x²。第三个例子稍微复杂一点:f(x) = 1/x,也就是x^(-1),它的导数是(-1)·x^(-2),也就是-1/x²。看到了吗?公式总是有效的!
遇到根式怎么办?不要慌!记住一个转换大法:根号就是分数指数幂。比如根号x等于x的二分之一次方,立方根x等于x的三分之一次方。转换完之后,就可以用我们的魔法公式了!让我们看个详细例子:f(x)等于根号x,也就是x的二分之一次方,它的导数就是二分之一乘以x的负二分之一次方,也就是二分之一除以根号x。
让我们来总结一下幂函数导数的秘籍。核心公式是:x的α次方的导数等于α乘以x的α减1次方。记忆口诀是:指数提前面,原数减个一。处理根式时,先转换为分数指数幂,再用公式。使用步骤很简单:第一步识别幂函数形式,第二步指数提到前面作系数,第三步原指数减1,第四步完成!恭喜你掌握了幂函数的导数,这是微积分中非常重要的基础工具!
现在让我们来看看这个神奇的公式是怎么来的!以 f(x) = x² 为例。根据导数的定义和极限运算,我们可以推导出:x² 的导数就是 2x。让我们分解这个过程:第一步,原函数是 x²;第二步,指数2提到前面,原指数减1,得到 2·x^(2-1);第三步,化简得到 2x。看!指数提前面,原数减个一,这个口诀完美地概括了幂函数求导的规律!
现在让我们来练习几个基础例题!第一个例题:f(x) = x⁴,根据公式,指数4提到前面,原指数减1,得到 f'(x) = 4x³。第二个例题:f(x) = x⁵,同样地,f'(x) = 5x⁴。第三个例题稍微复杂一点:f(x) = x^(-2),也就是1/x²,它的导数是(-2)·x^(-3),也就是-2/x³。看到了吗?不管是正整数指数还是负整数指数,我们的魔法公式都完美适用!
遇到根式怎么办?不要慌!记住转换大法:根号就是分数指数幂。比如根号x等于x的二分之一次方,立方根x等于x的三分之一次方,1除以根号x等于x的负二分之一次方。让我们看个详细例子:f(x)等于根号x,也就是x的二分之一次方。根据公式,它的导数就是二分之一乘以x的负二分之一次方,最终化简为二分之一除以根号x。看!转换后就能轻松使用我们的魔法公式了!
现在让我们来挑战综合性题目!第一题:f(x) = x^(2/3),根据公式得到f'(x) = (2/3)·x^(-1/3),也就是2除以3倍立方根x。第二题:f(x) = x^(-3/4),它的导数是(-3/4)·x^(-7/4)。第三题比较复杂:f(x) = 根号x除以x²,先化简为x^(-3/2),然后求导得到(-3/2)·x^(-5/2)。解题策略很重要:第一步识别函数形式,第二步转换为标准幂函数,第三步应用导数公式,第四步化简结果。通过这些综合练习,你已经完全掌握了幂函数导数的应用!