求下列函数的导数 (1)y=x2ln⁡x(1)y={{x}^{2}}\ln x; (2)y=sin⁡x−xx2(2)y=\dfrac{\sin x-x}{{{x}^{2}}} ; (3)y=e−x2x−1(3)y={{e}^{-x}}\sqrt{2x-1}

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完整解法

(1)

1. 应用乘积求导法则与基本导数公式求导

根据乘积求导法则 (uv)′=u′v+uv′(uv)' = u'v + uv':
dydx=ddx(x2)⋅ln⁡x+x2⋅ddx(ln⁡x)\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}(x^2) \cdot \ln x + x^2 \cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}(\ln x)
代入基本导数公式得:
dydx=2xln⁡x+x2⋅1x=2xln⁡x+x=x(2ln⁡x+1)\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = 2x \ln x + x^2 \cdot \frac{1}{x} = 2x \ln x + x = x(2\ln x + 1)

答案

x(2ln⁡x+1)x(2\ln x + 1)

(2)

1. 应用商的求导法则与三角函数导数公式求导并化简

根据商的求导法则 (uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}:
dydx=(sin⁡x−x)′⋅x2−(sin⁡x−x)⋅(x2)′(x2)2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{(\sin x - x)' \cdot x^2 - (\sin x - x) \cdot (x^2)'}{(x^2)^2}
求各部分的导数:
dydx=(cos⁡x−1)x2−(sin⁡x−x)(2x)x4\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{(\cos x - 1) x^2 - (\sin x - x)(2x)}{x^4}
展开分子并约去公因式 xx:
dydx=x2cos⁡x−x2−2xsin⁡x+2x2x4=x2cos⁡x+x2−2xsin⁡xx4=xcos⁡x+x−2sin⁡xx3\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{x^2 \cos x - x^2 - 2x \sin x + 2x^2}{x^4} = \frac{x^2 \cos x + x^2 - 2x \sin x}{x^4} = \frac{x \cos x + x - 2 \sin x}{x^3}

答案

xcos⁡x+x−2sin⁡xx3\dfrac{x \cos x + x - 2 \sin x}{x^3}

(3)

1. 结合乘积法则与链式法则求导

根据乘积求导法则:
dydx=ddx(e−x)⋅2x−1+e−x⋅ddx((2x−1)12)\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}(e^{-x}) \cdot \sqrt{2x-1} + e^{-x} \cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left((2x-1)^{\frac{1}{2}}\right)
结合链式法则求复合函数导数:
ddx(e−x)=−e−x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}(e^{-x}) = -e^{-x}
ddx((2x−1)12)=12(2x−1)−12⋅2=12x−1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left((2x-1)^{\frac{1}{2}}\right) = \frac{1}{2}(2x-1)^{-\frac{1}{2}} \cdot 2 = \frac{1}{\sqrt{2x-1}}
代回得:
dydx=−e−x2x−1+e−x2x−1\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = -e^{-x}\sqrt{2x-1} + \frac{e^{-x}}{\sqrt{2x-1}}

2. 通分并化简导数表达式

提取公因式 e−xe^{-x} 并通分:
dydx=e−x[−2x−1+12x−1]=e−x[−(2x−1)+12x−1]=2(1−x)e−x2x−1\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = e^{-x} \left[ -\sqrt{2x-1} + \frac{1}{\sqrt{2x-1}} \right] = e^{-x} \left[ \frac{-(2x-1) + 1}{\sqrt{2x-1}} \right] = \frac{2(1-x)e^{-x}}{\sqrt{2x-1}}

答案

2(1−x)e−x2x−1\dfrac{2(1-x)e^{-x}}{\sqrt{2x-1}}

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