定理2.1 若(1)y=f(x)在点x0导数存在且不等于0,(2)f(x)在点x0的某一邻域内连续,且严格单调,则其反函数x=φ(y)在点y0可导.这里y0=f(x0),并且有
证明 f(x)在x0的某一邻域内连续且严格单调,y0=f(x0).由反函数的连续性定理,对于y=f(x),x∈U(x0),它在其对应值域U(y0)存在反函数x=φ(y),且x=φ(y)在U(y0)严格单调且连续.
由y0=f(x0),有x0=φ(y0).记Δx=φ(y0+Δy)-φ(y0),则
Δy=f(x0+Δx)-f(x0)
由x=φ(y)在x0处连续,有
当Δy→0时,Δx→0
又x=φ(y)是严格单调的所以
Δy≠0,有Δx≠0
上述结论可简单地说成:反函数的导数等于直接函数导数的倒数.
例2.11 设为直接函数,则y=arcsinx是它的反函数.函数x=siny在开区间内严格单调、可导,且
因此,由反函数的导数定理,在对应区间Ix=(-1,1)内有
但从而得反正弦函数的导数公式为(www.xing528.com)
用类似的方法可得反余弦函数的导数公式为
例2.12 设x=tany是直接函数则y=arctanx是它的反函数.函数x=tany在内严格单调、可导,且
因此,由反函数的导数定理,在对应区间Ix=(-∞,+∞)内有
但sec2y=1+tan2y=1+x2,从而得反正切函数的导数公式为
用类似的方法可得反余切函数的导数公式为
例2.13 设x=logay(a>0,a≠1)在(0,+∞)内单调可导,且
y=ax为其反函数,由反函数的导数定理,在对应区间(-∞,+∞)内有
特别地
(ex)′=ex
例2.14 双曲函数的导数
类似可证:(chx)′=shx
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