如何应用对数求导法(logarithm differential) ?

所谓的对数求导法,就是先对函数 y=f(x) 取对数 lny=lnf(x),然后应用函数求导法则,两边对 x 求导
1yy=f(x)f(x),
从而求出 y 的方法。

这种方法主要应用于下列两种情况:

1,函数是幂指函数 y=h(x)g(x) 的情形。例如
y=sinxlnx

两边取对数,我们得到
lny=ln(sinxlnx)

根据对数的运算法则,上式等于
lny=lnxln(sinx).

两边对 x 求导,将 y 看成是 x 的函数,我们得到
1yy=1xln(sinx)+lnxcosxsinx=ln(sinx)x+lnxtanx.

所以
y=y(ln(sinx)x+lnxtanx)=sinxlnx(ln(sinx)x+lnxtanx)

2,函数混合了多重乘、除法及根式,例如
y=7x2+132x35x2+53x24.
这样的函数,不管是用乘法规则(product rule)还是除法规则(quotient rule),都是非常头疼的事。但是用对数求导法则,就简单多了。因为对数函数有几个非常好用的运算法则,就是乘法变成加法,除法变成减法,指数可以提到对数符号前面来。

我们对上面的函数两边取对数,得到
lny=ln(7x2+132x35x2+53x24)
因为根式可以写成指数的形式,例如 7x2+13=(7x2+1)13,所以根据对数的运算法则,上式变成
lny=13ln(7x2+1)+15ln(2x3)12ln(x2+5)14ln(3x2)

两边关于 x 求导,我们得到
yy=1314x7x2+1+1522x3122xx2+51433x2
两边同乘以 y,然后将 y 的表达式代入,就得到了
y=7x2+132x35x2+53x24(1314x7x2+1+1522x3122xx2+51433x2)


评论

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注