lnx 求导的核心结论是导数等于 x 分之一,这个结果是微积分基础求导公式里面非常高频的一条,它的本质是利用导数定义结合对数运算性质推导出来的,自然对数 ln 是以常数 e 为底的对数,也就是 log 以 e 为底 x,自变量 x 的取值范围必须大于零,因为对数函数本身定义域就要求真数大于零,所以这个求导公式只在 x 大于零的区间成立,很多初学者容易忽略定义域,后续做题的时候就会出现错误,我们可以从导数定义出发,一步步完成推导,再拓展复合函数场景下的链式求导用法,同时区分它和普通对数换底公式之间的联系,掌握之后就可以处理大量包含自然对数的函数求导题目。
基础推导过程
导数的定义是函数增量除以自变量增量,当自变量增量趋近于零的时候的极限,对于函数 y 等于 lnx,给 x 增加一个增量 h,新的函数值就是 ln (x+h),函数增量就是 ln (x+h) 减去 lnx,根据对数减法性质,两个对数相减可以合并成真数相除的对数,也就是 ln [(x+h)/x],化简之后就是 ln (1+h/x),接下来把这个式子除以 h,再让 h 趋近于零取极限,这里需要用到重要极限,当 t 趋近于零的时候,ln (1+t)/t 的极限等于 1,令 t 等于 h/x,经过变量替换和极限运算,最终得到极限结果就是 1/x。
公式适用条件
自变量 x 必须满足 x 大于 0,如果 x 小于零,lnx 本身没有实数意义,不能直接套用这个求导公式,如果题目里面出现 ln 绝对值 x,也就是 ln|x|,它的导数同样是 1/x,这个情况是拓展形式,定义域变成 x 不等于零,这个考点经常出现在积分和微分综合题里面,需要单独记忆。
复合函数拓展用法
如果不是单纯的 lnx,而是 ln 里面套一个函数,比如 ln u,这里 u 是关于 x 的函数,就要使用链式求导法则,整体导数等于 u 对 x 求导之后再除以 u,也就是 (1/u) 乘以 u 的导数,这个是 lnx 求导公式最常用的延伸题型,考试大部分题目不会直接考裸的 lnx,都是这种复合形式。
对比表格
| 函数形式 | 导数结果 | 定义域 |
|---|---|---|
| lnx | 1/x | x 大于 0 |
| ln 绝对值 x | 1/x | x 不等于 0 |
| ln u | u 导除以 u | u 大于 0 |
【常见问题】
问题 1 lnx 求导之后为什么结果是 1/x
回答 1 lnx 求导是依靠导数定义和重要极限推导得到,lnx 求导之后结果为 1/x,这个是固定基础求导公式,只在 x 大于零区间有效
问题 2 lnx 求导可以用换底公式推导吗
回答 2 lnx 求导可以结合换底公式理解,lnx 等于 log 以 e 为底 x,通过一般对数求导公式转换之后,最终同样可以得到 lnx 求导等于 1/x 的结果
问题 3 复合函数 ln (2x+1) 怎么用 lnx 求导公式计算
回答 3 套用 lnx 求导的链式拓展规则,令 u 等于 2x+1,u 导数是 2,所以整体导数等于 2 除以 (2x+1),本质就是把 lnx 求导公式和链式法则结合使用
【免责申明】
本文内容仅作为数学学习参考,推导与例题适用于常规高等数学基础求导场景,特殊极限条件或者拓展领域的应用请结合教材和课程要求,不替代专业教师讲解。


