【arctanx的导数是怎么求出来的】在微积分中,反三角函数的导数是一个重要的知识点。其中,arctanx(即反正切函数)的导数是常见的求导问题之一。了解其导数的推导过程,有助于加深对反函数求导方法的理解。
一、
arctanx 的导数可以通过反函数求导法则来求得。设 y = arctanx,则 x = tany。通过对两边关于 x 求导,并利用基本的三角函数导数公式,可以得到 dy/dx 的表达式。最终得出:
$$
\frac{d}{dx} (\arctan x) = \frac{1}{1 + x^2}
$$
这个结果在数学分析、物理和工程中都有广泛应用。
二、导数推导过程表格
步骤 | 内容说明 |
1 | 设 $ y = \arctan x $,则根据反函数定义,有 $ x = \tan y $ |
2 | 对两边关于 $ x $ 求导:$ \frac{dx}{dy} = \sec^2 y $ |
3 | 根据反函数求导法则:$ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{dx}{dy}} = \frac{1}{\sec^2 y} $ |
4 | 利用恒等式 $ \sec^2 y = 1 + \tan^2 y $,代入得:$ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + \tan^2 y} $ |
5 | 回代 $ \tan y = x $,得到:$ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + x^2} $ |
三、结论
通过上述步骤可以看出,arctanx 的导数来源于反函数的求导方法,结合了三角函数的基本关系。最终的结果简洁而实用,是微积分中的基础内容之一。
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