等式两侧求导是否正确?
答案:一般不正确。只有等式是恒等式时正确。
经典反例:求解 \(x^2=x\) 。如果你两边同时求导,会得到 \(2x=1\) 即 \(x=\frac{1}{2}\) ,纯属胡扯。
那么为什么不能同时求导呢?
因为上述反例中我们是在求方程的解,即对于 \(x=\) 某些值时,等式才成立
而导数是考察函数在某一区间上斜率的变化状况,这俩没什么直接关系。
好消息是,等式两侧求导在一些情况下是可以的,这种情况叫作:恒等式。
举例:设 \(f(x)\) 是可导函数,求证若 \(f(x)\) 是偶函数,\(f^{\prime}(x)\) 是奇函数。
证明:
由偶函数性质得 \[ f(x) - f(-x) = 0 \] 两侧求导 \[ f^{\prime}(x)+ f^{\prime}(-x) = 0 \] 显然 \(f^{\prime}(x)\) 是奇函数。\(\square\)
提示:这里为什么可以求导呢?因为对于偶函数 \(f(x)\) ,\(f(x)-f(-x)=0\) 是一个恒等式