在高等数学的学习过程中,导数是一个非常重要的概念,它帮助我们理解函数的变化规律。今天,我们将探讨一个有趣的函数组合——tanx - xtanx的求导问题。
首先,让我们明确这个函数的形式。函数可以写为:
\[ f(x) = \tan(x) - x\tan(x) \]
为了求解其导数,我们需要运用一些基本的微积分规则,包括导数的线性性质和乘积法则。
第一步:分解函数
将函数分解为两个部分:
\[ f(x) = g(x) - h(x) \]
其中:
\[ g(x) = \tan(x) \]
\[ h(x) = x\tan(x) \]
第二步:分别求导
根据导数的线性性质,我们有:
\[ f'(x) = g'(x) - h'(x) \]
求 \( g'(x) \)
我们知道,\(\tan(x)\) 的导数是 \(\sec^2(x)\),因此:
\[ g'(x) = \sec^2(x) \]
求 \( h'(x) \)
对于 \( h(x) = x\tan(x) \),我们需要使用乘积法则。乘积法则的公式为:
\[ (uv)' = u'v + uv' \]
这里,令 \( u = x \) 和 \( v = \tan(x) \),则:
\[ u' = 1, \quad v' = \sec^2(x) \]
代入公式得:
\[ h'(x) = (1)(\tan(x)) + (x)(\sec^2(x)) \]
\[ h'(x) = \tan(x) + x\sec^2(x) \]
第三步:合并结果
将 \( g'(x) \) 和 \( h'(x) \) 合并:
\[ f'(x) = g'(x) - h'(x) \]
\[ f'(x) = \sec^2(x) - (\tan(x) + x\sec^2(x)) \]
\[ f'(x) = \sec^2(x) - \tan(x) - x\sec^2(x) \]
最终结果
整理后,我们得到:
\[ f'(x) = \sec^2(x)(1 - x) - \tan(x) \]
通过以上步骤,我们成功地完成了对函数 \( \tan(x) - x\tan(x) \) 的求导过程。这一结果不仅展示了导数的基本运算技巧,还加深了我们对复合函数的理解。
希望这篇分析能够帮助你更好地掌握导数的相关知识!
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