高数辅导之专题十:高阶导数.doc
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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:
故
于是
2. 已知,求。
解:由知
3. 已知,求。
解:
由公式知
故
4. 已知,则当时求。
解:令,,则,由莱布尼兹公式,有
故
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:
故
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:
在闭区间上连续
在开区间内可导
在区间的端点处函数值相等,及
则在内至少存在一点,使得。
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