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arctanx的导数怎么推

2025-10-31 11:55:22 来源: 用户: 

arctanx的导数怎么推】在微积分中,求函数的导数是一个基础而重要的内容。对于反三角函数之一的 arctanx(即反正切函数),它的导数是常见的知识点。下面我们将通过推导过程来理解 arctanx 的导数是怎么来的,并以加表格的形式进行展示。

一、推导过程

设:

$$

y = \arctan x

$$

根据反函数的定义,可以得到:

$$

x = \tan y

$$

对两边关于 $ x $ 求导,使用链式法则:

$$

\frac{d}{dx} (x) = \frac{d}{dx} (\tan y)

$$

左边为 1,右边用链式法则展开:

$$

1 = \sec^2 y \cdot \frac{dy}{dx}

$$

因此:

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sec^2 y}

$$

我们知道:

$$

\sec^2 y = 1 + \tan^2 y

$$

而 $ \tan y = x $,所以:

$$

\sec^2 y = 1 + x^2

$$

代入上式得:

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + x^2}

$$

所以:

$$

\frac{d}{dx} (\arctan x) = \frac{1}{1 + x^2}

$$

二、总结与表格

函数表达式 导数公式 推导关键点
$ y = \arctan x $ $ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + x^2} $ 利用反函数关系 $ x = \tan y $,再通过链式法则和三角恒等式 $ \sec^2 y = 1 + \tan^2 y $ 进行推导

三、小结

通过上述推导过程可以看出,arctanx 的导数 是基于其反函数性质以及基本的三角恒等式得出的。这个结果在后续的积分、微分方程等领域中有着广泛应用。掌握这一推导方法有助于加深对反函数导数的理解,并提升解题能力。

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