对数函数求导 log函数的求导公式


学习的过程中应抱持前瞻的眼光。面对函数的底数与指数中同时出现变量的情境,当我们需探究其极限或导数时,对数法便是一大助力。

以简单实例说明,对于x^x求极限的问题,无论x趋近于定义域内的任何数值或是无穷大,均可借由e^ln(x^x)化简为e^(xlnx)。此后运用复合函数的极限规则,对xlnx求极限并记作A,那么原极限即等于e^A。求导的逻辑亦同理。

运用对数法求极限或导数的常规步骤如下:

(1)将原函数转化为e^ln的格式;

(2)调整原函数的指数,使其成为对数前的系数,化为e^(uln的形式);

(3)求得vln原函数底数的极限A,或其导数g'(x);

(4)原极限结果为e^A,而原函数的导数为f(x)乘以g'(x)。其中f(x)为原函数,g(x)则为f(x)的对数形式。

这乃是老黄根据自身经验整理所得,虽路线略显独特,却在脑海内自成一套常规表达。若教材中有相应内容,其描述大约如此:

利用对数法处理f(x)=u(x)^v(x)的极限或导函数的一般步骤为:

(1)将f(x)转化为e^ln的形式;

(3)计算vlnu的极限记作A,或其导数(vlnu)'记作g'(x);

(4)原极限是e^A,而导数是f(x)与g'(x)的乘积,其中g(x)即f(x)的对数形式。

在探索数学问题时,可以尝试不同的方法,但最终还是要回归到正确的路径上。这其实是一个将新知融入已有知识体系的过程。这正是“学习需要前瞻的眼光”的具体体现。

对于初学者来说,应用对数法时应遵循上述步骤。但若长期学习者仍按部就班进行,则显得过于机械,缺乏灵活运用的眼光。如老黄这般,经过数小时的学习后,已能灵活运用对数法,甚至能跳过部分步骤快速求解。

例如,解决以下极限问题:lim(x→1-) (1-x^2)^(1/ln(1-x))

分析:并非所有含有变量底数和指数的极限都适用对数法。这是一个0的无穷次方型未定式极限。这类问题无法直接求解,需要利用对数法。但若遵循传统四步法求解,过程较为繁琐。老黄通过跳过部分步骤来求解“vlnu”的极限,使得问题得以迅速解决。

解:A=lim(x→1-) (ln(1-x^2))/(ln(1-x))

=lim(x→1-) (2x/(1-x^2))/(1/(1-x))

=lim(x→1-) 2x/(1+x)=1.

原极限结果为e^A=e.