Производная логарифма
Производная логарифма показывает скорость изменения логарифмической функции. Для натурального логарифма она равна обратной величине аргумента, а для сложного аргумента применяется правило производной сложной функции.
Основные формулы
Если под знаком логарифма стоит функция \(u(x)\), нужно дополнительно умножить результат на её производную. Поэтому формулы имеют вид \(\bigl(\ln u(x)\bigr)'=\frac{u'(x)}{u(x)}\) и \(\bigl(\log_a u(x)\bigr)'=\frac{u'(x)}{u(x)\ln a}\). При этом область определения исходного логарифма требует \(u(x)>0\).
Найдём производную функции \(y=\ln(3x^2+1)\). Здесь \(u(x)=3x^2+1\), поэтому \(u'(x)=6x\). По правилу сложной функции получаем \(y'=\frac{6x}{3x^2+1}\).
Формула \((\ln x)'=\frac1x\) относится именно к натуральному логарифму. Для произвольного основания появляется множитель \(\frac1{\ln a}\). Кроме того, производная \(\ln u(x)\) — это не просто \(\frac1{u(x)}\): необходимо умножить на \(u'(x)\). Общие случаи собраны в таблице производных элементарных функций.
Чему равна производная функции \(y=\log_2(5x-1)\)?
Вывод этих формул опирается на определение производной функции и свойства логарифмов. В задачах сначала определите внутреннюю функцию, затем примените формулу и проверьте, что аргумент логарифма положителен.
Главное
- \((\ln x)'=\frac1x\), а \((\log_a x)'=\frac1{x\ln a}\).
- Для сложного аргумента умножайте на производную аргумента.
- Аргумент логарифма в области определения должен быть положительным.