分式求导的基本公式是:
\[
\left( \frac{U}{V} \right)' = \frac{U'V - UV'}{V^2}
\]
其中,\( U \) 和 \( V \) 是关于 \( x \) 的可导函数,\( U' \) 和 \( V' \) 分别表示 \( U \) 和 \( V \) 对 \( x \) 的导数。
解题步骤:
对分子求导 :保持分子 \( U \) 不变,对 \( U \) 求导得到 \( U' \)。对分母求导:
保持分母 \( V \) 不变,对 \( V \) 求导得到 \( V' \)。
应用分式求导公式:
将分子求导的结果 \( U' \) 乘以分母 \( V \),再减去分子 \( U \) 乘以分母求导的结果 \( V' \),最后将这个差值除以分母的平方 \( V^2 \)。
示例:
假设有一个分式 \( y = \frac{x^2 + 3x}{x^3 + 4x^2 + 5} \),我们需要求这个分式的导数。
对分子求导
\[
\frac{d}{dx}(x^2 + 3x) = 2x + 3
\]
对分母求导
\[
\frac{d}{dx}(x^3 + 4x^2 + 5) = 3x^2 + 8x
\]
应用分式求导公式
\[
y' = \frac{(2x + 3)(x^3 + 4x^2 + 5) - (x^2 + 3x)(3x^2 + 8x)}{(x^3 + 4x^2 + 5)^2}
\]
化简
\[
y' = \frac{2x^4 + 8x^3 + 12x^2 + 3x^3 + 12x^2 + 15x - 3x^3 - 24x^2 - 20x}{(x^3 + 4x^2 + 5)^2}
\]
\[
y' = \frac{2x^4 + 11x^3 - 11x^2 - 5x}{(x^3 + 4x^2 + 5)^2}
\]
因此,分式 \( y = \frac{x^2 + 3x}{x^3 + 4x^2 + 5} \) 的导数为:
\[
y' = \frac{2x^4 + 11x^3 - 11x^2 - 5x}{(x^3 + 4x^2 + 5)^2}
\]
注意事项:
在求导过程中,要确保分母不为零,否则函数在该点不可导。
求导后要进行化简,确保结果简洁明了。