微分學

冪法則(power rule)

你遇到的大多數函數,都是由 x 的簡單冪搭起來的——x 的平方、x 的立方、x 的二分之一次方(平方根),甚至 x 的負次方(倒數)。冪法則就是給這些函數求導的快捷方法,讓你再也不必動手硬算極限定義。它是人人最先學到、也遠比其他規則更常用的法則。

法則是:d/dx[x^n] = n x^(n-1)。用話說就是:把指數拿下來放到前面當乘數,再把指數減一。所以 x^3 的導數是 3x^2,x^5 的導數是 5x^4,x(即 x^1)的導數是 1,而常數(x^0)的導數是 0。它對任何實數指數 n 都成立,不只是整數:sqrt(x) = x^(1/2) 的導數是 (1/2)x^(-1/2),而 1/x = x^(-1) 的導數是 -x^(-2) = -1/x^2。

記住兩點警示能讓人少踩坑。第一,冪法則適用於變量取常數次方,例如 x^n——它不適用於常數取變量次方,例如 2^x,那需要另一條規則。第二,當帶有係數時,係數會一路跟隨:5x^3 的導數是 5 乘以 x^3 的導數,即 15x^2,因為常數倍可以直接提到外面。

d/dx[x^n] = n x^(n-1) e.g. d/dx[x^3] = 3x^2

把指數拿下來當乘數,再把指數減一。

冪法則要求指數是常數;2^x 和 x^x 不屬於這種形式的冪,需要改用對數或指數的求導規則。

又稱
power rule for derivatives幂法则乘幂法则冪法則