使用說明

微分計算機:求函數的導函數

這個微分計算機會在你輸入時求出函數的精確導函數,並以課本般的排版顯示在你輸入的函數旁邊。指定一個點,還能得到導函數在該點的值。它只給出最後的導函數,不顯示計算步驟。所有運算都在你的瀏覽器裡完成,不需要註冊。


微分怎麼算:從輸入到導函數

計算會隨著輸入同步進行。操作方式如下:

  1. 在函數欄位輸入算式,例如 3x^2 + 2x。
  2. 稍停一下,結果卡片會顯示兩行:計算機讀到的 f(x),以及化簡後的導函數 f'(x)。以 3x^2 + 2x 為例,結果是 6x + 2。
  3. 修改算式,結果也會跟著更新。

算式只輸入到一半時,卡片會保留上一次正確的結果,並在一秒後調淡,同時顯示「在算式完整之前,會保留上一次的結果。」答案是精確的分數和符號,例如 cbrt(x) 的導函數會顯示為 1/(3x^(2/3))。如果你輸入小數,例如 0.5x^2,答案也會維持小數。

函數微分可以輸入哪些算式

算式的寫法就像在試算表或繪圖計算機裡一樣。函數名稱後面要加括號,例如 sin(2x)。只有單一字母或數字的寫法,例如 sin x,也看得懂,但 sin 2x 不行。小數點請用英文句點。

三角函數有 sin、cos、tan、sec、csc、cot,反函數有 asin、acos、atan(也可寫成 arcsin 等),雙曲函數有 sinh、cosh、tanh、sech、csch、coth,以及 asinh 這類反函數。

微分計算方法:求某一點的值

打開選項,在求導函數在這一點的值輸入一個值。卡片就會顯示 f'(值) = 數字,精確到 10 位有效數字。這個值可以是數字,也可以是像 pi/2 這樣的常數算式。如果導函數在該點不存在,卡片會顯示「此點無定義」。

範例:函數 3x^2 + 2x,導函數 6x + 2,在 2 求值,結果是 f'(2) = 14。

對 x 以外的變數微分

預設的變數是 x。若要對其他字母微分,例如 t,請在選項裡更改對哪個變數微分。函數裡其他的字母都視為常數,計算機也會告訴你是哪些字母。所以 a sin(t) 對 t 微分會得到 a cos(t)。

e^x、ln x、sin x 微分與根號微分範例

乘法與連鎖律:

商、根號與指數:

乘法、除法與連鎖律的結果會合併成一個算式,但不一定完全因式分解,所以課本上的答案看起來可能略有不同,數值卻相等。結果已用數值差商在約 90 個測試函數上驗證過。

這個微分計算機做不到的事

它只求單一變數函數的一階導函數,而且只顯示結果。不會顯示步驟,也不支援隱函數微分、偏微分、高階導函數或積分。erf、floor、ceil、round、sign、gamma、階乘和分段函數無法微分,嘗試時會顯示像「目前還無法對 erf 微分。」這樣帶有函數名稱的訊息。


常見問題

怎麼求函數在某一點的微分值?

輸入函數,打開「選項」,在「求導函數在這一點的值」輸入那個點。卡片會顯示導函數在該點的值,精確到 10 位有效數字。這個點可以是 2 這樣的數字,也可以是 pi/2 這樣的常數算式。以 3x^2 + 2x 在 2 求值,卡片會顯示 14。

sin(x)/x 的微分是什麼?

依商的微分法,sin(x)/x 的導函數是 (x cos(x) - sin(x))/x^2。在「函數」欄位輸入 sin(x)/x,計算機就會給出同樣的結果,而且已經合併成一個分數。

e^x 和 ln x 的微分是什麼?

e^x 的導函數是 e^x,ln x 的導函數是 1/x。在「函數」欄位寫 e^x 和 ln(x) 即可。計算機把 ln 和 log 都當作自然對數,log(x, 2) 則是底數為 2 的對數。

根號微分要怎麼輸入?

平方根輸入 sqrt(x),立方根輸入 cbrt(x)。cbrt(x) 的導函數會是 1/(3x^(2/3)),sqrt(x) 的導函數則是 1/(2 sqrt(x))。你也可以寫成分數次方,例如 x^(1/3)。

要怎麼對 x 以外的變數微分?

打開「選項」,在「對哪個變數微分」輸入字母,例如 t。函數裡其他的字母會視為常數,所以 a sin(t) 會得到 a cos(t)。變數必須是單一字母,而 e 是保留給歐拉數的,不能使用。

微分計算機會顯示計算步驟嗎?

不會。它只給出最後的導函數,不顯示計算過程。由於乘積、商或複合函數的導函數會合併成一個算式,你可以自行用乘法、商或連鎖律來驗算。

可以做偏微分、隱函數微分或二階微分嗎?

不行。它只求單一變數函數的一階導函數。隱函數微分、偏微分、高階導函數、積分和分段函數都不支援,而 erf、floor、ceil、round、sign、gamma 和階乘這類函數會顯示尚無法微分的訊息。

我輸入的函數會傳到伺服器嗎?

不會。算式是在你的瀏覽器裡解析與微分的,所以你輸入的內容不會傳到任何地方,也不需要帳號或註冊。