Калькулятор типовых производных с ходом решения

Выберите тип функции и укажите коэффициенты:

4 золотых правила дифференцирования

Прежде чем брать производные, необходимо помнить четыре базовых правила алгебры производных:

1

Вынесение константы

(c · u)' = c · u'

Постоянный множитель выносится за знак производной.

2

Производная суммы и разности

(u ± v)' = u' ± v'

Производная суммы равна сумме производных слагаемых.

3

Производная произведения

(u · v)' = u' · v + u · v'

Производная первой на вторую плюс первая на производную второй.

4

Производная дроби (частного)

(u / v)' = (u' · v - u · v') / v²

В числителе разность с минусом, в знаменателе квадрат знаменателя.

Полная таблица производных функций

Функция f(x) Производная f'(x) Пояснение и частый частный случай
C (константа) 0 (7)' = 0, (π)' = 0, (e)' = 0
x 1 (3x)' = 3
xⁿ (степень) n · xⁿ⁻¹ (x³)' = 3x², (x⁻¹)' = -1/x²
√x (квадратный корень) 1 / (2√x) Частный случай x^(1/2)
1 / x -1 / x² Частный случай x⁻¹
eˣ (экспонента) eˣ Производная не изменяет функцию
aˣ (показательная) aˣ · ln(a) (2ˣ)' = 2ˣ · ln(2)
ln(x) (натуральный логарифм) 1 / x При x > 0
logₐ(x) 1 / (x · ln(a)) Логарифм по основанию a
sin(x) cos(x) Знак плюс сохраняется
cos(x) -sin(x) Обязательно появляется минус!
tg(x) 1 / cos²(x) Или 1 + tg²(x)
ctg(x) -1 / sin²(x) Отрицательный знак
arcsin(x) 1 / √(1 - x²) При |x| < 1
arccos(x) -1 / √(1 - x²) С минусом
arctg(x) 1 / (1 + x²) Часто встречается в интегралах
arcctg(x) -1 / (1 + x²) С минусом

Производная сложной функции (цепное правило)

Сложная функция — это «матрешка», когда внутри одной функции находится другая: y = f(u(x)). Главный закон нахождения: дифференцируем внешнюю функцию по внутреннему аргументу и умножаем на производную внутренней функции.

( f(g(x)) )' = f'(g(x)) · g'(x)

Пример 1: Производная синуса с коэффициентом (sin(5x))'

1. Внешняя функция — синус: производная от sin(u) равна cos(u).

2. Внутренняя функция — 5x: производная от 5x равна 5.

Результат: (sin(5x))' = cos(5x) · (5x)' = 5 · cos(5x).

Пример 2: Производная скобки в степени ((3x² - 4)⁴)'

1. Внешняя функция — 4-я степень: (u⁴)' = 4u³.

2. Внутренняя функция — (3x² - 4): ее производная равна 6x.

Результат: ((3x² - 4)⁴)' = 4 · (3x² - 4)³ · (3x² - 4)' = 4 · (3x² - 4)³ · 6x = 24x · (3x² - 4)³.

Частые вопросы студентов:

В чем геометрический смысл производной?

Геометрический смысл производной функции y = f(x) в точке x₀ — это тангенс угла наклона касательной, проведенной к графику функции в этой точке: f'(x₀) = tg(α) = k.

В чем физический смысл производной?

Физический смысл — это мгновенная скорость процесса. Если s(t) — закон перемещения материальной точки, то скорость v(t) = s'(t), а ускорение a(t) = v'(t) = s''(t).