考研数学复习中,高中数学的“函数的导数”(即一元函数微分学基础) 是高等数学(高数)一元函数微分学的起点和必备回顾内容。考研数学(尤其是数一、数二、数三)对这个部分的考查非常基础但细节密集:定义、基本公式、求导法则 几乎每年必考,常结合分段函数、绝对值、参数方程、隐函数等变形出现。
下面从高中视角快速回顾核心知识点,结合考研常考点和易错陷阱,一次性帮你过一遍(建议边看边默写公式)。
一、核心概念(必须死记 + 理解)
- 导数的定义(考研最爱用定义考分段点可导性)
- 函数 f(x) 在 x₀ 处的导数:
[
f'(x_0) = \lim_{x \to x_0} \frac{f(x) – f(x_0)}{x – x_0} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) – f(x_0)}{\Delta x}
] - 左右导数存在且相等 ⇔ 可导
- 可导 ⇒ 连续(但连续不一定可导,例如 f(x) = |x| 在 x=0 连续但不可导)
- 导数的几何意义:切线斜率
- 切线方程:y – y₀ = f'(x₀)(x – x₀)
- 微分的定义(考研常考微分形式不变性)
- dy = f'(x) dx (线性主部)
- 微分与增量关系:Δy = dy + o(Δx) (当 Δx → 0)
- 可导、可微、连续关系(必背)
- 可微 ⇔ 可导(一元函数中)
- 可导 ⇔ 连续
- 连续 ⇏ 可导(反例:|x|)
二、基本求导公式(高中+考研必背,默写10遍以上)
| 函数类型 | 函数 | 导数公式 | 备注(考研常考变形) |
|---|---|---|---|
| 常数 | C | 0 | — |
| 幂函数 | x^n (n 为实数) | n x^{n-1} | 分数指数、负指数常见 |
| 指数函数 | a^x | a^x \ln a | e^x ‘ = e^x |
| 对数函数 | \log_a x | 1/(x \ln a) | \ln x ‘ = 1/x |
| 正弦 | \sin x | \cos x | — |
| 余弦 | \cos x | -\sin x | — |
| 正切 | \tan x | \sec^2 x | 1 + \tan^2 x = \sec^2 x |
| 余切 | \cot x | -\csc^2 x | — |
| 正割 | \sec x | \sec x \tan x | — |
| 余割 | \csc x | -\csc x \cot x | — |
| 反三角(arcsin) | \arcsin x | 1 / \sqrt{1 – x^2} | 域:[-1,1] |
| \arccos x | -1 / \sqrt{1 – x^2} | 同上 | |
| \arctan x | 1 / (1 + x^2) | — | |
| \arccot x | -1 / (1 + x^2) | — |
考研提醒:这些公式是所有求导题的“砖块”,必须滚瓜烂熟。幂指函数如 x^x、e^{x \sin x} 等靠复合+对数求导。
三、求导基本法则(高中四则 + 复合 + 其他)
- 四则运算(线性)
- (u ± v)’ = u’ ± v’
- (u v)’ = u’ v + u v’
- (u / v)’ = (u’ v – u v’) / v^2 (v ≠ 0)
- 复合函数求导(链式法则) —— 考研计算量最大、最易错
- y = f(g(x)) ⇒ y’ = f'(u) · u’ (u = g(x))
- 多层复合:从外到里一层一层乘 例:y = \sin(e^{x^2})
y’ = \cos(e^{x^2}) · e^{x^2} · 2x
- 反函数求导(高中不常考,考研隐函数常变形)
- 若 y = f(x),x = f^{-1}(y),则 dx/dy = 1 / (dy/dx)
- 对数求导法(考研神器,处理幂指、乘除复杂式)
- 两边取 ln → 两边求导 → 解 y’/y 例:y = x^{\sin x}
\ln y = \sin x \ln x
y’/y = \cos x \ln x + \sin x · (1/x)
y’ = y (\cos x \ln x + \sin x / x)
四、考研常考变形回顾(高中基础 + 高考/考研延伸)
- 分段函数在分界点的可导性:用定义求左右导数
例:f(x) = \begin{cases} x^2 & x \leq 0 \ x & x > 0 \end{cases} 在 x=0 处可导吗?(答:左导=0,右导=1,不相等,不可导) - 带绝对值函数:去掉绝对值后分段求导,再检查分界点
- 参数方程求导(高中选修,考研必考)
\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} (dx/dt ≠ 0) - 隐函数求导(F(x,y)=0)
两边对 x 求导,注意 y’ 项:F_x + F_y y’ = 0 ⇒ y’ = -F_x / F_y
五、快速自测口诀 & 建议
- 口诀:基本公式死记 → 四则直接套 → 复合从外往里乘 → 复杂先对数 → 定义保底(分段/抽象)
- 考研易丢分点:左右导数不相等、复合层数漏乘、微分形式写错、忽略域
- 复习建议:先默写所有基本导数公式(10分钟内写完) → 做10道高中复合求导题 → 再刷考研真题中“按定义求导”“分段可导性”“对数求导”题型
高中函数导数部分在考研高数里占比虽不高,但它是后面中值定理、极值、渐近线、凹凸性等所有应用的基石。基础不牢,地动山摇。
你现在是刚开始回顾高中部分,还是已经过了一遍想针对某个题型(如分段/隐函数/高阶)深入?
或者想看具体例题解析?告诉我,我继续给你定制!