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函数f(x)=lnx的导数是什么?

发布日期:2025-04-14

函数f(x)=lnxf(x)=\ln x的导数是f(x)=1xf^\prime(x)=\frac{1}{x}(x>0)(x>0)。以下为你介绍推导过程:

利用导数定义求导

导数的定义为函数y=f(x)y = f(x)在点x0x_0处的导数f(x0)=limΔx0f(x0+Δx)f(x0)Δxf^\prime(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}

对于f(x)=lnxf(x)=\ln xf(x)=limΔx0ln(x+Δx)lnxΔxf^\prime(x)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\ln(x + \Delta x) - \ln x}{\Delta x}

根据对数运算法则lnalnb=lnab\ln a - \ln b = \ln\frac{a}{b},则f(x)=limΔx0lnx+ΔxxΔx=limΔx0ln(1+Δxx)Δxf^\prime(x)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\ln\frac{x + \Delta x}{x}}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\ln(1 + \frac{\Delta x}{x})}{\Delta x}

t=Δxxt = \frac{\Delta x}{x},当Δx0\Delta x \to 0时,t0t \to 0,此时Δx=xt\Delta x = xt,那么f(x)=limt0ln(1+t)xtf^\prime(x)=\lim\limits_{t \to 0} \frac{\ln(1 + t)}{xt}

又因为重要极限limt0ln(1+t)t=1\lim\limits_{t \to 0} \frac{\ln(1 + t)}{t}=1,所以f(x)=limt01xln(1+t)t=1xf^\prime(x)=\lim\limits_{t \to 0} \frac{1}{x} \cdot \frac{\ln(1 + t)}{t}=\frac{1}{x}

 

利用反函数求导法则求导

已知y=lnxy = \ln x,它的反函数是x=eyx = e^y

x=eyx = e^y求导,根据指数函数求导公式(ey)=ey(e^y)^\prime = e^y

由反函数求导法则:如果x=φ(y)x = \varphi(y)在某区间内单调、可导且φ(y)0\varphi^\prime(y) \neq 0,那么它的反函数y=f(x)y = f(x)在对应区间内也可导,且f(x)=1φ(y)f^\prime(x)=\frac{1}{\varphi^\prime(y)}

对于y=lnxy = \ln xx=eyx = e^yφ(y)=ey\varphi(y)=e^yφ(y)=ey\varphi^\prime(y)=e^y,将y=lnxy = \ln x代回,则f(x)=1ey=1elnx=1xf^\prime(x)=\frac{1}{e^y}=\frac{1}{e^{\ln x}}=\frac{1}{x}

 

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