正切函数 tanx 的导数是 (secx)²,即 secant 平方。我们可以通过导数的定义公式来推导,也可以利用商的求导公式来计算这个导数。

导数定义公式法

使用导数定义公式 f'(x) = lim(h->0) ((f(x+h)-f(x))/h),可得:

“`
(tanx)’ = lim(h->0) ((tan(x+h)-tanx)/h)
= lim(h->0) (((tanx+tanh)/(1-tanxtanh)-tanx)/h)
= lim(h->0) (((tanx+tanh)-(tanx-(tanx)²tanh))/(h(1-tanxtanh)))
= lim(h->0) (((tanh+(tanx)²tanh))/(h(1-tanxtanh)))
“`

应用极限 lim(h->0)(tanh/h) = 1,得到:

“`
(tanx)’ = lim(h->0) ((1+(tanx)²)/(1-tanxtanh)) = 1+(tanx)² = (secx)²
“`

商的求导公式法

商的求导公式为:对于可导函数 u(x) 和 v(x),且 v(x) 不等于 0,有:

“`
((u(x)/v(x))’ = (u'(x)v(x)-v'(x)u(x))/(v(x))²
“`

由于 tanx = sinx/cosx,满足商的形式,因此 tanx 的导数可利用商的求导公式计算。分母 cosx 平方的导数为 0,分子 sinx 的导数为 cosx 乘以分母 cosx,即 cosx²,减去分母 cosx 的导数 -sinx 乘分子 sinx,即 -sinx²。分子为 (cosx)² + (-sinx)² = 1。tanx 的导数为 1/(cosx)² = (secx)²。

虽然利用商的求导公式计算 tanx 的导数更简便,但不可忽视导数定义公式法。学习数学,掌握各种方法非常重要,就像吃饭不能挑食一样,只有全面吸收才能充分理解数学知识。