3.5.4 复合函数的微分法则

更新于 2026年10月12日 版权声明
3.5.4 复合函数的微分法则

利用复合函数的求导法则和函数微分的计算公式,可推得复合函数的微分法则.

定理3.5.2(微分形式的不变性) 设函数y=f(u)和u=g(x)都可导,则复合函数y=f[g(x)]的微分是

dy=(f[g(x)])′dx=f′(u)g′(x)dx

由于du=g′(x)dx,所以复合函数y=f[g(x)]的微分也可以写成

dy=f′(u)du

所以,函数y=f(u)不管u是自变量还是中间变量,函数y=f(u)的微分形式总是dy=f′(u)du,这一性质称为函数的微分形式不变性.下面举例说明.

例3.5.3 求函数y=sin(2x+1)的微分.

解 根据微分的定义,有

dy=[sin(2x+1)]′dx=2cos(2x+1)dx

另解,根据微分形式的不变性,有

dy=dsin(2x+1)=cos(2x+1)d(2x+1)=2cos(2x+1)dx

例3.5.4 求函数y=arctane2x的微分.

解 根据微分的定义,有

图示

另解,根据微分形式的不变性,有

图示(https://www.daowen.com)

例3.5.5 在下列等式左端的括号内填入适当的函数,使等式成立.

(1)d( )=x2dx

(2)d( )=sinωtdt

解 (1)因为d(x3)=3x2dx,所以

图示

即

图示

一般地,有

图示

(2)因为d(cosωt)=-ωsinωtdt,所以

图示

即

图示

一般地,有

图示

注:本题采用的是逆向思维,上述微分的反问题正是不定积分要研究的内容.

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