微分學
鏈式法則(chain rule)
想像兩個相互嚙合的齒輪。如果大齒輪轉得是小齒輪的兩倍快,而小齒輪又是你手裡曲柄的三倍快,那麼轉動曲柄就讓大齒輪以 2 乘 3 = 6 倍於你手速的速度旋轉。變化率沿著一條鏈相乘。鏈式法則正是這個想法,用在彼此銜接、互相餵入的函數上。
當一個函數由複合搭成時——把 f 作用在 g(x) 上,寫作 f(g(x))——鏈式法則說:(f(g(x)))' = f'(g(x)) * g'(x)。用話說就是:先對外層函數求導(內部原封不動),再乘以內部的導數。用萊布尼茨記號寫出來格外漂亮:dy/dx = (dy/du)(du/dx),彷彿那兩個 du 約掉了一樣。例如,給 (3x^2 + 1)^5 求導:外層是 (某式)^5,導數為 5(某式)^4,而內層 3x^2 + 1 的導數是 6x,於是答案是 5(3x^2 + 1)^4 * 6x。
鏈式法則是讓其他法則得以大顯身手的主力,因為實際中你求導的幾乎一切,暗地裡都是複合函數。經典的失誤是忘了「乘以內部的導數」這一項——把 sin(2x) 的導數寫成 cos(2x),而正確的應是 cos(2x) * 2。只要有一個函數嵌在另一個裡面,那個內部的導數就必須一路跟上。
(f(g(x)))' = f'(g(x)) * g'(x)
外層的導數(內部不動)乘以內部的導數。
別忘了內部的導數:f(g(x)) 的導數是 f'(g(x)) 乘以 g'(x),而不僅僅是 f'(g(x));漏掉那個 g'(x) 是鏈式法則最常見的錯誤。
又稱
另見