链式法则(Chain Rule)

复合函数求导的规则:外层导数 × 内层导数。一层一层剥开,分别求导,再乘起来——层数再多也按这个套路走。

核心公式

链式法则

复合函数 h(x)=f(g(x))h(x) = f(g(x))h(x)=f(g(x)) 的导数:

ddxf(g(x))=f(g(x))g(x)\frac{d}{dx} f(g(x)) = f'(g(x)) \cdot g'(x)dxdf(g(x))=f(g(x))g(x)

口诀:外层导数 × 内层导数

示例

h(x)=sin(x2)h(x) = \sin(x^2)h(x)=sin(x2)

  • 外层:f(u)=sin(u)f(u) = \sin(u)f(u)=sin(u),导数 cos(u)\cos(u)cos(u)
  • 内层:g(x)=x2g(x) = x^2g(x)=x2,导数 2x2x2x
h(x)=cos(x2)2xh'(x) = \cos(x^2) \cdot 2xh(x)=cos(x2)2x

多层链式

三层嵌套 f(g(h(x)))f(g(h(x)))f(g(h(x)))

ddxf(g(h(x)))=f(g(h(x)))g(h(x))h(x)\frac{d}{dx}f(g(h(x))) = f'(g(h(x))) \cdot g'(h(x)) \cdot h'(x)dxdf(g(h(x)))=f(g(h(x)))g(h(x))h(x)

不管套了几层,方法不变:从外往里,逐层求导,结果全部乘起来。

这为后续学习打什么基础

链式法则是微积分最强大的工具之一。后续学习中,很多看似复杂的求导问题——多层嵌套、多个变量——归根到底都是在用链式法则逐层拆解。