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高数辅导之专题十:高阶导数
2025-09-30 23:16:12 责编:小OO
文档
专题十

基础知识

关于高阶导数,有:

(1)几个常见的高阶导数公式

, 

, 

, 

(2)分段函数在分段点处的二阶导数

(3)莱布尼兹公式:设函数,皆阶可导,则

              

(实际上就是二项式定理)

(4)隐函数及由参数方程确定的函数的二阶导数(不在本专题中涉及)

例题

1. 设,求。

解: 

          

          

          

          

          

  

于是

  

        

        

        

        

        

2. 已知,求。

解:由知

3. 已知,求。

解: 

由公式知

  

         

         

         

  

         

4. 已知,则当时求。

解:令,,则,由莱布尼兹公式,有

                     

  

          

          

5. 设,其中,为正整数,求。

解:由知

           

其中,。由莱布尼兹公式知

  

       

而,,,,故

  

6. 设,求。

解: 

令,,则,由莱布尼兹公式,有

而,,,,故

  

注:例题4、5、6有共通之处,要求,首先将因式分解为两项和相乘,应用莱布尼兹公式,且其中一项必须为关于的多项式(为了使的零阶直至阶导数只有少数几项在处的值不为零)。

7. 设,求。

解: 

      

      

      

  

继续求导一次得

  

亦即

  

继续求导一次得

  

亦即

  

归纳知

  

将带入上式,有

  

由,,知

           

           

           

           

附专题八习题6的解答

6. 证明:方程恰有三个实根。

解:令,,,。的两个确定的根为,,对函数在闭区间上应用零点定理知至少存在一个,使得。故亦即方程至少有三个实根,下面说明方程恰有三个实根。倘若不然,存在四个或者四个以上的实根,取其中的四个根,,,,且不妨设。的一阶、二阶、三阶导数分别为

  

  

由罗尔定理知存在,,,使得

    

继续应用罗尔定理,存在,,使得

    

存在,使得

  

而,,矛盾。故假设不成立,亦即方程恰有三个实根。(附与的图像)

(罗尔定理)如果函数满足:

(1)在闭区间上连续

(2)在开区间内可导

(3)在区间的端点处函数值相等,及

则在内至少存在一点,使得。下载本文

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专题