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對數求導法——書本上沒教的概念

作者:HM(・∀・)│2017-09-04 15:15:05│巴幣:1,016│人氣:2450
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:,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?

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









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留言共 1 篇留言

神的黑暗面-制裁
感謝,正好在想這個問題

01-05 12:01

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