根式求导

根号 x 怎么求导:公式、定义域与复合根式例题

根号 x 在 x=0 时有值,却没有有限的普通导数。求导时要同时写出公式和适用范围;复合根式还需要检查被开方数以及它的导数。

先看结论

ddxx=12x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{x}=\frac{1}{2\sqrt{x}}

实数范围内 √x 的定义域是 x≥0,但这个有限导数公式要求 x>0。

用有理化推导根号 x 的导数

从差商 [√(x+h)−√x]/h 出发,在 x>0 的范围内取足够小的 h。

分子分母同乘 √(x+h)+√x,分子变为 h。约去 h 后得到 1/[√(x+h)+√x]。

令 h 趋于 0,得到 1/(2√x)。在 x=0 处,右侧差商为 1/√h,没有有限极限。

当 g(x)>0 且 g 可导时,√g(x) 的导数为 g′(x)/(2√g(x))。若 g(x)=0,不能直接套这个公式,要另查原函数的变化。

1
x=x1/2\sqrt{x}=x^{1/2}
2
ddxx=12x−1/2\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{x}=\frac{1}{2}x^{-1/2}
3
ddxg(x)=g′(x)2g(x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{g(x)}=\frac{g^{\prime}(x)}{2\sqrt{g(x)}}

递进例题

ddxx\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{x}
12x\frac{1}{2\sqrt{x}}

有限导数要求 x>0。

ddxx2+4\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{x^2+4}
xx2+4\frac{x}{\sqrt{x^2+4}}

x²+4 始终为正,内层导数为 2x。

ddx3x+1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\sqrt{3x+1}
323x+1\frac{3}{2\sqrt{3x+1}}

内层导数为 3;有限导数要求 3x+1>0。

常见错误

  • • 漏掉系数 1/2。
  • • 复合根式漏乘被开方数的导数。
  • • 把公式直接代入 x=0。
  • • 把 √(x²) 写成 x,而不是 |x|。

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参考资料

常见问题

为什么根号 x 在 0 处不能按公式求导?+

右侧差商 1/√h 随 h 趋于 0 无界增大,不存在有限导数。

被开方数为 0 时,复合根式一定不可导吗?+

不一定。例如 √(x⁴)=x² 在 0 处可导。通用公式在分母为 0 时不适用,要回到原函数判断。

计算器里如何输入根号?+

使用 sqrt(x)。复合根式要把整个被开方数放在括号里,例如 sqrt(x^2+4)。

总结

根号 x 的导数是 1/(2√x),适用于 x>0。复合根式先保留根号,再乘内层导数,并单独检查被开方数为 0 的点。

比较使用方案