第三节 高阶导数

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第三节 高阶导数

2023-07-01 11:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

第三节 高阶导数

教学目的:熟练初等函数的求导方法,了解高阶导数的概念,会求简单的n阶导数

教学重点:高阶导数的求法

教学难点:高阶导数的归纳方法

教学内容:

 

变速直线运动的加速度.

一般地,函数的导数仍然是的函数.我们把的导数叫做函数的二阶导数,记作或,即

相应地,把的导数叫做函数的一阶导数.

类似地,二阶导数的导数,叫做三阶导数,三阶导数的导数叫做四阶导数,…,一般地,阶导数的导数叫做阶导数,分别记作

或                        

函数具有阶导数,也常说成函数为阶可导.如果函数在点处具有阶导数,那么在点的某一邻域内必定具有一切低于阶的导数.二阶及二阶以上的导数统称高阶导数.

由此可见,求高阶导数就是多次接连地求导数.所以,仍可应用前面学过的求导方法来计算高阶导数.

例1  求指数函数的n阶导数.

解:,,,.一般地,可得,

即                               

例2 求正弦与余弦函数的阶导数.

解:,

一般地,可得                 

即                        

用类似方法,可得      

例3 求对数函数的阶导数.

解:,,,,,

一般地,可得                

即                       

通常规定,所以这个公式当时也成立.

例4求幂函数的阶导数公式.

解:设(是任意常数),那么

一般地,可得      

即               

当时,得到

而                              

如果函数及都在点处具有阶导数,那么显然及也在点处具有阶导数,且

但乘积的阶导数并不如此简单.由首先得出

用数学归纳法可以证明

上式为莱布尼茨(Leibniz)公式.这公式可以这样记忆:把按二项式定理展开写成

即                            

然后把次幂换成阶导数(零阶导数理解为函数本身),再把左端的换成,这样就得到莱布尼茨公式

例5 ,求.

解:设,,则,

,,,代入莱布尼茨公式,得

 



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