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定理已证明

链式法则

命题陈述

若 gg 在 xx 处可导,且 ff 在 g(x)g(x) 处可导,则 f∘gf\circ g 在 xx 处可导,且 (f∘g)′(x)=f′(g(x)) g′(x)(f\circ g)'(x) = f'(g(x))\,g'(x)。

为什么成立?

变化率通过相乘复合:如果量 y 变化的速度是量 u 的两倍,而 u 变化的速度是 x 的三倍,那么 y 变化的速度就是 x 的六倍。

证明思路

由于 ff 在 g(x)g(x) 处可导,可写 f(g(x)+k)−f(g(x))=[f′(g(x))+ε(k)] kf(g(x)+k) - f(g(x)) = [f'(g(x)) + \varepsilon(k)]\,k,其中 kk 接近 00,且 ε(k)→0\varepsilon(k)\to 0(当 k→0k\to 0 时,设 ε(0)=0\varepsilon(0)=0)。代入 k=g(x+h)−g(x)k = g(x+h)-g(x),它趋于 00(当 h→0h\to 0 时,由 gg 在 xx 处的连续性得出,这是可导性的推论),再除以 hh:f(g(x+h))−f(g(x))h=[f′(g(x))+ε(k)]⋅g(x+h)−g(x)h→f′(g(x)) g′(x)\frac{f(g(x+h))-f(g(x))}{h} = [f'(g(x))+\varepsilon(k)]\cdot\frac{g(x+h)-g(x)}{h} \to f'(g(x))\,g'(x)(当 h→0h\to 0 时)。

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分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. James Stewart (2015). Calculus
  2. C. H. Edwards (1979). The Historical Development of the Calculus