相信大家在學微分時都會學過對數求導法(Logarithmic Differentiation)
它主要用途就是避免了商/積法則的使用,因為這兩個法則都會令算式變得很複雜
以下是一個對數求導法的例子,讓大家先有個印象
e.g. 設
,找f'(x)
1.先對兩邊取自然對數
2.然後對兩邊微分,當中會涉及鏈式法則和積法則
3.再做簡化
這就是對數求導法的流程
可是我們會發現有一些函數其實是可以變成負數的
例如
就有機會變成負數
那麼如果我們對這些函數取自然對數或作對數求導法,不就變成不合理了,因為ln(-ve)為未定義
其實不是
首先,對於這些函數,用對數求導法所得的答案是正確的
其次,我們做對數求導法時,都忽略了要先取絕對值(absolute value)
絕對值有兩個特性:
和
,而絕對值也有導數
那我們先討論絕對值的導數吧
從基本原理,
(把絕對值當作根式)
(
)
所以我們得出
那麼當我們做對數求導法時,理應要加絕對值,但為什麼最後也不用加呢?
拿
為例:這是一個可以為負的方程
首先兩邊取絕對值
現在取自然對數就不怕負數的問題
兩邊微分
經過簡化
我們會發現即使取了絕對值,在運算的過程中都會被簡約
所以這就是負數函數也能用對數求導法而不需要取絕對值的原因
而當然在考試或做功課時題目都會刻意避免ln(負數),ln(0)等尷尬的情況出現
所以正確的對數求導法是應該先取絕對值而不是直接取自然對數(如果題目沒有避免以上問題)
希望對大家有幫助