你会处理分段函数分段点处的导数吗?

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $f(x)=\left\{\begin{array}{cl}\arctan x, & x \leqslant 1 \\ \frac{1}{2}\left(\mathrm{e}^{x^{2}-1}-x\right)+\frac{\pi}{4}, & x>1,\end{array}\right.$, 则 $f^{\prime}(x)=?$

难度评级:

二、解析 解析 - 荒原之梦

首先:

$$
x \leqslant 1 \Rightarrow(\arctan x)^{\prime}=\frac{1}{1+x^{2}}
$$

且此时:

$$
f^{\prime}\left(1^{-}\right)=\frac{1}{1+1}=\frac{1}{2}.
$$

又:

$$
x>1 \Rightarrow\left[\frac{1}{2}\left(e^{x^{2}-1}-x\right)+\frac{\pi}{4}\right]^{\prime}=\frac{1}{2}\left(e^{x^{2}-1}-x\right)^{\prime}=
$$

$$
\frac{1}{2}\left[2 x e^{x^{2}-1}-1\right]=x e^{x^{2}-1}-\frac{1}{2}
$$

且此时:

$$
f^{\prime}\left(1^{+}\right)=1-\frac{1}{2}=\frac{1}{2}
$$

于是:

$$
f^{\prime}\left(1^{-}\right)=f^{\prime}\left(1^{+}\right)=\frac{1}{2}.
$$

综上可知:

$$
f^{\prime}(x)=\left\{\begin{array}{ll}\frac{1}{1+x^{2}}, & x \leq 1 \\ e^{x^{2}-1}-\frac{1}{2}, & x>1\end{array}\right.
$$


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