THCS
THCS
Chào mừng bạn đến với bài học về lý thuyết các quy tắc tính đạo hàm trong chương trình SGK Toán 11 tại montoan.com.vn. Đạo hàm là một khái niệm nền tảng quan trọng trong giải tích, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự thay đổi của hàm số.
Bài viết này sẽ cung cấp một cách hệ thống và dễ hiểu nhất về các quy tắc tính đạo hàm cơ bản, cùng với các ví dụ minh họa cụ thể để bạn có thể áp dụng vào giải bài tập một cách hiệu quả.
A. Lý thuyết 1. Đạo hàm của một số hàm số thường gặp
A. Lý thuyết
1. Đạo hàm của một số hàm số thường gặp
| Hàm số \(y = {x^n}\) \((n \in {\mathbb{N}^*})\) có đạo hàm tại mọi \(x \in \mathbb{R}\) và \(({x^n})' = n{x^{n - 1}}\). |
Ghi chú:
+ c’ = 0.
+ x’ = 1.
+ \((\sqrt x )' = \frac{1}{{2\sqrt x }}\) \((x \ne 0)\).
+ \(\left( {\frac{1}{x}} \right)' = - \frac{1}{{{x^2}}}\) \((x \ne 0)\).
2. Các quy tắc tính đạo hàm
a) Đạo hàm của tổng, hiệu hai hàm số
Nếu hai hàm số u = u(x) và v = v(x) có đạo hàm trên khoảng (a;b) thì (u + v)’= u’ + v’; (u – v)’ = u’ – v’. |
b) Đạo hàm của tích, thương hai hàm số
Nếu hai hàm số u = u(x) và v = v(x) có đạo hàm trên khoảng xác định thì (u.v)’ = u’v + uv’; \(\left( {\frac{u}{v}} \right)' = \frac{{u'v - uv'}}{{{v^2}}}\) \((v = v(x) \ne 0)\). |
Lưu ý:
+ (k.u)’ = ku’ với \(k \in \mathbb{R}\).
+ \(\left( {\frac{k}{v}} \right)' = \frac{{kv'}}{{{v^2}}}\) với \(k \in \mathbb{R}\).
c) Đạo hàm của hàm hợp
* Hàm hợp
Cho hai hàm số f(u) và u = u(x). Hàm số y = f(u(x)) được gọi là hàm số hợp của hai hàm số f(u) và u(x).
* Đạo hàm của hàm hợp
Nếu hàm số u = u(x) có đạo hàm tại x là u’(x) và u = f(u) có đạo hàm tại u là f’(u) thì hàm hợp g(x) = f(u(x)) có đạo hàm tại x là g’(x) = f’(u).u’(x). |
3. Đạo hàm của một số hàm số khác
a) Đạo hàm của hàm số lượng giác
+ (sinx)’ = cosx + (cosx)’ = -sinx + \((\tan x)' = \frac{1}{{{{\cos }^2}x}}\), \(x \ne \frac{\pi }{2} + k\pi \) \((k \in \mathbb{Z})\) + \((\cot x)' = - \frac{1}{{{{\sin }^2}x}}\), \(x \ne k\pi \) \((k \in \mathbb{Z})\) |
b) Đạo hàm của hàm số mũ và hàm số logarit
Cho a > 0, \(a \ne 1\). + \(({a^x})' = {a^x}\ln a\) + \(({e^x})' = {e^x}\), \(x \in \mathbb{R}\) + \(({\log _a}x)' = \frac{1}{{x\ln a}}\), x > 0 + \((\ln x)' = \frac{1}{x}\), x > 0 |
B. Bài tập
Bài 1: Tính đạo hàm của hàm số \(y = {x^5} - {x^3} + x - 10\).
Giải:
\(y' = \left( {{x^5}} \right)' - \left( {{x^3}} \right)' + \left( x \right)' - \left( {10} \right)' = 5{x^4} - 3{x^2} + 1\).
Bài 2: Tính đạo hàm của các hàm số sau:
a) \(y = 4{x^2} - \frac{{\sqrt x }}{2} + \frac{5}{x}\).
b) \(y = (2{x^3} + 1)(\sqrt x - 3)\).
c) \(y = \frac{{2x - 1}}{{x + 1}}\).
Giải:
a) Với x > 0, ta có \(y = 4\left( {{x^2}} \right)' - \frac{1}{2}\left( {\sqrt x } \right)' + 5\left( {\frac{1}{x}} \right)' = 8x - \frac{1}{{4\sqrt x }} - \frac{5}{{{x^2}}}\).
b) Với x > 0, ta có \(y' = (2{x^3} + 1)'(\sqrt x - 3) + (2{x^3} + 1)(\sqrt x - 3)' = 6{x^2}(\sqrt x - 3) + (2{x^3} + 1)\frac{1}{{2\sqrt x }}\).
c) Với \(x \ne - 1\), ta có \(y' = \frac{{\left( {2x - 1} \right)'\left( {x + 1} \right) - \left( {2x - 1} \right)\left( {x + 1} \right)'}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}} = \frac{{2(x + 1) - (2x - 1)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}} = \frac{3}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}\).
Bài 3: Tính đạo hàm của các hàm số sau:
a) \(y = {({x^2} + x)^8}\).
b) \(y = \frac{1}{{\sqrt x + 1}}\).
Giải:
a) \(y = \left[ {{{({x^2} + x)}^8}} \right]' = ({x^2} + x)'.8{({x^2} + x)^{8 - 1}} = 8(2x + 1){({x^2} + x)^7}\).
b) \(y' = \left( {\frac{1}{{\sqrt x + 1}}} \right)' = \frac{{\left( {\sqrt x + 1} \right)'}}{{{{\left( {\sqrt x + 1} \right)}^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\sqrt x + 1} \right)}^2}}}.\frac{1}{{2\sqrt x }}\).
Bài 4: Tính đạo hàm của các hàm số sau:
a) \(y = 2\sin x - 3\cos x\).
b) \(y = x\tan x\).
c) \(y = \sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right)\).
d) \(y = {\cos ^3}3x\).
Giải:
a) \(y' = 2\left( {\sin x} \right)' - 3\left( {\cos x} \right)' = 2\cos x + 3\sin x\).
b) Với \(x \ne \frac{\pi }{2} + k\pi \) \((k \in \mathbb{Z})\), ta có \(y = x'.\tan x + x.(\tan x)' = \tan x + \frac{x}{{{{\cos }^2}x}}\).
c) \(y = \sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right)\).
d) \(y' = 3{\cos ^2}3x.(\cos 3x)' = - 3{\cos ^2}3x.(3x)'.\sin 3x = - 9{\cos ^2}3x.\sin 3x\).
Bài 5: Tính đạo hàm của các hàm số sau:
a) \(y = {3^{2{x^2} - x}}\).
b) \(y = {\log _2}({x^2} + 2x + 3)\).
c) \(y = x{e^x}\).
Giải:
a) \(y' = (2{x^2} - x)'{.3^{2{x^2} - x}}.\ln 3 = (4x - 1){.3^{2{x^2} - x}}.\ln 3\).
b) \(y' = \frac{{({x^2} + 2x + 3)'}}{{({x^2} + 2x + 3)\ln 2}} = \frac{{2x + 2}}{{({x^2} + 2x + 3)\ln 2}}\).
c) \(y' = (x)'{e^x} + x({e^x})' = {e^x} + x{e^x}\).
Đạo hàm của một hàm số f(x) tại một điểm x, ký hiệu là f'(x), biểu thị tốc độ thay đổi tức thời của hàm số tại điểm đó. Nó là một khái niệm then chốt trong việc giải quyết các bài toán liên quan đến tối ưu hóa, vật lý và nhiều lĩnh vực khác.
Trước khi đi vào các quy tắc, chúng ta cần nắm vững đạo hàm của một số hàm số cơ bản:
Để tính đạo hàm của các hàm số phức tạp hơn, chúng ta sử dụng các quy tắc sau:
Giả sử u(x) và v(x) là hai hàm số có đạo hàm:
Nếu y = f(u) và u = g(x), thì dy/dx = (dy/du) * (du/dx)
Ví dụ: y = sin(x2). Đặt u = x2, thì y = sin(u). Do đó, dy/dx = cos(u) * 2x = cos(x2) * 2x.
Nếu y = f(x) và x = f-1(y), thì dx/dy = 1/(dy/dx)
| Hàm số | Đạo hàm |
|---|---|
| sin(x) | cos(x) |
| cos(x) | -sin(x) |
| tan(x) | 1/cos2(x) |
| cot(x) | -1/sin2(x) |
Ví dụ 1: Tính đạo hàm của hàm số f(x) = 3x2 + 2x - 5
f'(x) = 6x + 2
Ví dụ 2: Tính đạo hàm của hàm số g(x) = sin(2x)
g'(x) = cos(2x) * 2 = 2cos(2x)
Ví dụ 3: Tính đạo hàm của hàm số h(x) = (x2 + 1) / (x - 1)
h'(x) = ((2x * (x - 1) - (x2 + 1) * 1) / (x - 1)2) = (x2 - 2x - 1) / (x - 1)2
Khi tính đạo hàm, cần chú ý đến thứ tự thực hiện các phép toán và áp dụng đúng các quy tắc. Việc luyện tập thường xuyên với nhiều bài tập khác nhau sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và kỹ năng tính đạo hàm một cách hiệu quả.
Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản và hữu ích về lý thuyết các quy tắc tính đạo hàm trong chương trình SGK Toán 11. Chúc bạn học tập tốt!
