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莱布尼兹公式

莱布尼兹公式Leibniz rule用于求两个函数乘积的 n 阶导数,形式类似于二项式定理:


(uv)^{(n)} = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} u^{(k)} v^{(n-k)}

其中:

  • u = u(x), v = v(x) 均为 n 阶可导函数
  • \binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!} 为二项式系数
  • u^{(k)} 表示 uk 阶导数,v^{(n-k)} 表示 vn-k 阶导数
  • 约定 u^{(0)} = u, v^{(0)} = v

常见函数导数表格

f(x) f'(x) f''(x) f'''(x)
\sin x \cos x -\sin x -\cos x
\cos x -\sin x -\cos x \sin x
\arcsin x \frac{1}{ \sqrt{1-x^2} } \frac{x}{ (1-x^2)^{3/2} } \frac{1+2x^2}{(1-x^2)^{5/2} }
\tan x \sec^2 x 2\sec^2 x \tan x 4\sec^2 x \tan^2 x + 2\sec^4 x
\arctan x \frac{1}{1+x^2} -\frac{2x}{(1+x^2)^2} \frac{6x^2-2}{(1+x^2)^3}
\ln(1+x) \frac{1}{1+x} -\frac{1}{(1+x)^2} \frac{2}{(1+x)^3}

导数在 x=0 处的值

f(x) f'(0) f''(0) f'''(0)
\sin x 1 0 -1
\arcsin x 1 0 1
\tan x 1 0 2
\arctan x 1 0 -2
\ln(1+x) 1 -1 2