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y=lnx求导的过程

发布日期:2025-04-13

根据导数的定义和对数函数的性质,推导 y=lnxy = \ln x 的导数过程如下:

导数的定义为函数 y=f(x)y = f(x) 在点 x0x_0 处的导数 f(x0)f^\prime(x_0) 为:

f(x0)=limΔx0f(x0+Δx)f(x0)Δxf^\prime(x_0)=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}

对于函数 y=lnxy = \ln x,其导数 yy^\prime 为:

y=limΔx0ln(x+Δx)lnxΔx=limΔx0lnx+ΔxxΔx(根据对数运算法则 lnalnb=lnab)=limΔx0ln(1+Δxx)Δx\begin{align*} y^\prime&=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{\ln(x + \Delta x) - \ln x}{\Delta x}\\ &=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{\ln\frac{x + \Delta x}{x}}{\Delta x}&(\text{根据对数运算法则 }\ln a - \ln b = \ln\frac{a}{b})\\ &=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{\ln(1 + \frac{\Delta x}{x})}{\Delta x}\\ \end{align*}

t=Δxxt = \frac{\Delta x}{x},则当 Δx0\Delta x \to 0 时,t0t \to 0,且 Δx=xt\Delta x = xt,上式可转化为:

y=limt0ln(1+t)xt=1xlimt0ln(1+t)t\begin{align*} y^\prime&=\lim_{t \to 0} \frac{\ln(1 + t)}{xt}\\ &=\frac{1}{x}\lim_{t \to 0} \frac{\ln(1 + t)}{t} \end{align*}

而重要极限 limt0ln(1+t)t=1\lim_{t \to 0} \frac{\ln(1 + t)}{t} = 1 ,所以可得:

y=1xy^\prime = \frac{1}{x}

综上,y=lnxy = \ln x 的导数为 y=1xy^\prime = \frac{1}{x}

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