몫의 미분법

함수 $f(x) = \frac{g(x)}{h(x)}$를 미분한 공식은 다음과 같습니다.

$$ f ' (x) = \frac{ g'(x) h(x) - g(x) h'(x) }{ { \left\{ h(x) \right\} }^{2} } $$
몫의 미분법 공식 증명 1

$f(x) = \frac{g(x)}{h(x)}$의 양 변에 자연로그함수 $\ln{x}$를 씌우면 $$ \ln{\left(f(x)\right)} = \ln{\left(g(x)\right)} - \ln{\left(h(x)\right)} $$이고, 로그 미분법 에 의해 $$ \frac{f '(x)}{f(x)} = \frac{g '(x)}{g(x)} - \frac{h '(x)}{h(x)} $$이다.
양 변에 $f(x)$를 곱해주어 $$ f '(x) = f(x) \times \left(\frac{g '(x)}{g(x)} - \frac{h '(x)}{h(x)}\right) $$ 라 할 수 있고, $f(x) = \frac{g(x)}{h(x)}$이므로 식 정리를 해주면 $$ f '(x) = \frac{g'(x)h(x) - g(x)h'(x)}{{\left\{h(x)\right\}}^{2}} $$이다.

이렇게 미분하려면 엄밀히는 $g(x)$, $h(x)$가 양수일 때만 깔끔하게 미분할 수 있는데, 일반적인 증명법은 다음과 같습니다.
몫의 미분법 공식 증명 2

$f(x) = \frac{g(x)}{h(x)} = g(x) \left\{ h(x) \right\}^{-1}$이라 할 수 있고, $p(x) = x^{-1}$이면 다항함수의 미분 에 의해 $p'(x) = - x^{-2}$이고, $$ f(x) = g(x) \left\{ h(x) \right\}^{-1} = g(x)p(h(x)) $$ 에서 곱의 미분법 미분의 연쇄법칙 에서 $$ f'(x) = g'(x)p(h(x)) + g(x)p'(h(x))h'(x) $$ 이다.
식 정리를 해주면 $$ g'(x)p(h(x)) + g(x)p'(h(x))h'(x) = \frac{g'(x) h(x) - g(x) h'(x)}{{\left\{h(x)\right\}}^{2}} $$ 인 것을 알 수 있다.

곱의 미분법 에 비해 훨씬 더 어려운 모습입니다.
거의 모든 미적분 교재에 존재하는 미분법이지만 개인적으로는 공식이 조금은 지저분하고 너저분하여 외우기가 힘들어 솔직히 쓰는 데에 기피감이 들고, 직접적으로 외워서 써본 것은 거의 한 번도 써본 기억이 없습니다.
분수함수꼴은 로그를 씌워 로그 미분법 으로 풀어주면 아주 편하게 미분할 수 있습니다.
탄젠트함수 $\tan x = \frac{\sin{x}}{\cos{x}}$ 등을 미분할 때 사용할 수 있습니다.