微分學

乘積法則(product rule)

假設有兩樣東西同時在變大——比方說一個長方形,它的寬和高都隨著時間在拉伸。它的面積增長得有多快?你也許會猜:把兩個增長率相乘就好。但那漏掉了答案的大半。乘積法則才是兩個函數之乘積的變化率的正確配方,而長方形這幅圖恰好說明了為什麼那個天真的猜法行不通。

法則是 (fg)' = f'g + fg'。用話說就是:乘積的導數等於(第一個的導數乘以第二個)加上(第一個乘以第二個的導數)。對於寬為 f、高為 g 的長方形,當兩條邊都向外微微一推時,新增的面積分成兩條——一條來自寬的增長(以速率 f' 跨過整個高度 g),一條來自高的增長(以速率 g' 跨過整個寬度 f)。把這兩條相加,就得到 f'g + fg'。

要避免的錯誤是寫成 (fg)' = f'g'——這乾脆就是錯的。用一個小測試就能看出:設 f(x) = x、g(x) = x,於是 fg = x^2。乘積法則給出 (x^2)' = 1*x + x*1 = 2x,這是對的。而那條假法則 f'g' 會給出 1*1 = 1,這並不是 x^2 的導數。那兩條面積是真實存在的,你不能丟掉其中一條。

(fg)' = f'g + fg'

乘積的導數:第一個的導數乘第二個,加上第一個乘第二個的導數。

乘積法則不是 (fg)' = f'g';那個捷徑是錯的,用 f = g = x 一試便知(應得 2x,而非 1)。

又稱
Leibniz ruleproduct rule for derivatives乘积法则莱布尼茨法则乘積法則萊布尼茨法則