(完整word版)高数辅导之专题十:高阶导数
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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 。
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
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Baidu Nhomakorabea
2.已知 ,求 。
解:由 知
3.已知 ,求 。
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 。
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
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Baidu Nhomakorabea
2.已知 ,求 。
解:由 知
3.已知 ,求 。