题目
设函数f(x)和g(x)可导,且f2(x)+g2(x)≠0试求函数y=sqrt(f^2(x)+g^2(x))的导数.
设函数f(x)和g(x)可导,且f2(x)+g2(x)≠0试求函数y=$\sqrt{f^2(x)+g^2(x)}$的导数.
题目解答
答案
解:y′=$\frac{1}{2}$[f2(x)+g2(x)]${}^{-\frac{1}{2}}$•[f2(x)+g2(x)]′,
=$\frac{1}{2}$[f2(x)+g2(x)]${}^{-\frac{1}{2}}$•[2f(x)f′(x)+2g(x)g′(x)],
=[f2(x)+g2(x)]${}^{-\frac{1}{2}}$•[f(x)f′(x)+g(x)g′(x)].
=$\frac{1}{2}$[f2(x)+g2(x)]${}^{-\frac{1}{2}}$•[2f(x)f′(x)+2g(x)g′(x)],
=[f2(x)+g2(x)]${}^{-\frac{1}{2}}$•[f(x)f′(x)+g(x)g′(x)].
解析
考查要点:本题主要考查复合函数的求导法则,特别是链式法则的应用,以及对平方和函数的导数处理。
解题核心思路:
- 识别复合结构:函数$y = \sqrt{f^2(x) + g^2(x)}$由外层平方根函数和内层平方和函数组成。
- 链式法则应用:外层函数导数乘以内层函数导数。
- 内层导数计算:对$f^2(x)$和$g^2(x)$分别求导后相加,注意使用乘积法则。
破题关键点:
- 正确分解函数层次,明确外层和内层函数。
- 准确计算内层函数的导数,避免漏项或符号错误。
- 化简表达式时注意约分,使结果简洁。
步骤1:应用链式法则
设外层函数为$y = \sqrt{u}$,其中$u = f^2(x) + g^2(x)$。
外层函数的导数为:
$\frac{dy}{du} = \frac{1}{2}u^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2}[f^2(x) + g^2(x)]^{-\frac{1}{2}}.$
步骤2:计算内层函数的导数
内层函数$u = f^2(x) + g^2(x)$的导数为:
$\frac{du}{dx} = 2f(x)f'(x) + 2g(x)g'(x).$
步骤3:链式法则合成
将外层导数与内层导数相乘:
$y' = \frac{1}{2}[f^2(x) + g^2(x)]^{-\frac{1}{2}} \cdot [2f(x)f'(x) + 2g(x)g'(x)].$
步骤4:化简表达式
提取公因子$2$并约分:
$y' = [f^2(x) + g^2(x)]^{-\frac{1}{2}} \cdot [f(x)f'(x) + g(x)g'(x)].$