حساب کاربری
​
تغیر مسیر یافته از - قواعد مشتق‌گیری
زمان تقریبی مطالعه: 5 دقیقه
لینک کوتاه

قواعد دیفرانسیل گیری

در حساب دیفرانسیل برای گرفتن مشتق از یک تابع باید از یک سری قواعد پیروی کنیم. این قواعد به صورت‌های زیر طبقه‌بندی و خلاصه می‌شود.

باید دقت شود که هر قاعده نتیجه‌ای است بدیهی و قابل اثبات که از طریق رابطهٔ اصلی مشتق‌گیری اثبات و بیان می‌شود، و از هر تابع دلخواه می‌توان توسط آن رابطه به‌طور مستقیم مشتق گرفت. این قواعد تنها برای سهولت و سرعت بیشتر در عمل مشتق‌گیری می‌باشند.

فهرست

  • ۱ قواعد اولیهٔ مشتق‌گیری
    • ۱.۱ قاعده ضرب
    • ۱.۲ قاعده زنجیری
    • ۱.۳ مشتق توابع وارون
    • ۱.۴ قاعده توان
    • ۱.۵ قاعده خارج قسمت
  • ۲ مشتق توابع نمایی و لگاریتمی
  • ۳ مشتق توابع مثلثاتی
  • ۴ مشتق توابع هذلولوی
  • ۵ جستارهای وابسته
  • ۶ منابع

قواعد اولیهٔ مشتق‌گیری

برای هر تابع دلخواه f و g و هر عددحقیقی a داریم:

  • قاعدهٔ ضرب ثابت
( a f ) ′ = a f ′
  • قاعده جمع و تفریق
( f + g ) ′ = f ′ + g ′
( f − g ) ′ = f ′ − g ′ .

قاعده ضرب

اگر برای هر دو تابع دلخواه f و g تعریف شود h(x) = f(x) g(x)، برای مشتق تابع h قاعدهٔ زیر، که به قاعده ضرب مشهور است، تعریف می‌شود:

h ′ ( x ) = f ′ ( x ) g ( x ) + f ( x ) g ′ ( x ) .

قاعده زنجیری

مشتق تابع h که برای هر f و g دلخواهی به صورت h(x) = f(g(x)) تعریف می‌شود، به شکل زیر است:

h ′ ( x ) = f ′ ( g ( x ) ) g ′ ( x ) .

این قاعده مشهور به قاعده زنجیری یا قاعده مرکب است.

مشتق توابع وارون

اگر تابع g به صورت تابع وارون تابع f تعریف شود، قاعدهٔ زیر درست است:

g ′ = 1 f ′ ∘ g .

قاعده توان

این قاعده برای هر n غیر صحیح نیز تعمیم می‌یابد. به صورتی که برای هر n عضو اعداد حقیقی این قاعده پابرجاست.

قاعده خارج قسمت

اگر تابع h به صورت خارج قسمت تقسیم دو تابع f و g برهم تعریف شود، برای مشتق آن داریم:

( f g ) ′ = f ′ g − g ′ f g 2

دقت شود که مقدار تابع g نباید مساوی ۰ شود.

مشتق توابع نمایی و لگاریتمی

این قاعده برای توابع نمایی به صورت زیر برقرار است:

d d x ( c a x ) = c a x ln ⁡ c ⋅ a , c > 0

دقت شود که c لزوماً نمی‌بایست که بزرگ‌تر از ۰ باشد. اما اگر مقدار c کمتر از ۰ باشد، مشتق این تابع یک عدد مختلط می‌شود.

مشتق‌های دیگر برای توابع مشهور توابع لگاریتمی و توابع نمایی به صورت زیر است:

d d x ( e x ) = e x
d d x ( log c ⁡ x ) = 1 x ln ⁡ c , c > 0 , c ≠ 1
d d x ( ln ⁡ x ) = 1 x , x > 0
d d x ( ln ⁡ | x | ) = 1 x
d d x ( x x ) = x x ( 1 + ln ⁡ x ) .

مشتق توابع مثلثاتی

تقریباً مشتق تمامی توابع مثلثاتی مشهور و پر کاربرد به شکل زیر است:

( sin ⁡ x ) ′ = cos ⁡ x
( arcsin ⁡ x ) ′ = 1 1 − x 2
( cos ⁡ x ) ′ = − sin ⁡ x
( arccos ⁡ x ) ′ = − 1 1 − x 2
( tan ⁡ x ) ′ = sec 2 ⁡ x = 1 cos 2 ⁡ x = 1 + tan 2 ⁡ x
( arctan ⁡ x ) ′ = 1 1 + x 2
( sec ⁡ x ) ′ = sec ⁡ x tan ⁡ x
( arcsec ⁡ x ) ′ = 1 | x | x 2 − 1
( csc ⁡ x ) ′ = − csc ⁡ x cot ⁡ x
( arccsc ⁡ x ) ′ = − 1 | x | x 2 − 1
( cot ⁡ x ) ′ = − csc 2 ⁡ x = − 1 sin 2 ⁡ x = − ( 1 + cot 2 ⁡ x )
( arccot ⁡ x ) ′ = − 1 1 + x 2

مشتق توابع هذلولوی

مشتق یکسری از توابع هذلولوی به صورت زیر می‌باشد:

( sinh ⁡ x ) ′ = cosh ⁡ x = e x + e − x 2
( arsinh x ) ′ = 1 x 2 + 1
( cosh ⁡ x ) ′ = sinh ⁡ x = e x − e − x 2
( arcosh x ) ′ = 1 x 2 − 1
( tanh ⁡ x ) ′ = sech 2 x
( artanh x ) ′ = 1 1 − x 2
( sech x ) ′ = − tanh ⁡ x sech x
( arsech x ) ′ = − 1 x 1 − x 2
( csch x ) ′ = − coth x csch x
( arcsch x ) ′ = − 1 | x | 1 + x 2
( coth x ) ′ = − csch 2 x
( arcoth x ) ′ = − 1 1 − x 2

جستارهای وابسته

  • مشتق‌گیری لگاریتمی

منابع

این قواعد در بسیاری از کتاب‌ها و سایت‌های گوناگون وجود دارد. در این‌جا یک مورد از آن‌ها را ذکر می‌کنیم:

  • Mathematical Handbook of Formulas and Tables (3rd edition), S. Lipschutz, M.R. Spiegel, J. Liu, Schuam's Outline Series, 2009, ISBN 978-0-07-154855-7.
آخرین نظرات
کلیه حقوق این تارنما متعلق به فرا دانشنامه ویکی بین است.