Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Производные и дифференциалы высших порядков




1. Производные высших порядков. Если функция определена на некотором множестве X={ x } и имеет производную - некоторую функцию, определенную на Х, то производная от производной называется второй производной (производной второго порядка) и обозначается следующими символами: (если независимая переменная t – время, для физических приложений).

Высшие производные определяются по индукции. Производной n -го порядка (n -ой производной) функции в точке х называется производная от производной (n–1)-го порядка

(1)

Производные высшего порядка иногда обозначают с помощью римских цифр:

2. Основные правила вычисления n-ых производных.

1) ;

2)

3) Формула Лейбница:

3. Производные n - го порядка от некоторых функций:

6. Дифференциалы высших порядков. Дифференциалом n -го порядка называется значение дифференциала d от дифференциала (n –1) порядка, когда приращение аргумента dx при вычислении очередного дифференциала равно приращению аргумента dx для предыдущего дифференциала. При этом очередной дифференциал вычисляется так же, как и первый дифференциал - как главная линейная часть приращения функции.

(1)

Если х - независимая переменная, то при этом условии справедливы формулы:

(2)

Откуда следует точное выражение для n -ой производной в дифференциальной форме, которое используется и как единый символ для обозначения n -ой производной:

(3)

Если х не является независимой переменной, а является функцией какой-либо другой переменной, например t, то формулы (2)-(3) становятся неверными и высшие дифференциалы нужно находить из исходного определения по формуле (1). В частности при n =2 можно получить из (1):

(4)

За счет появления второго слагаемого в формуле (4) второй дифференциал (2) и последующие дифференциалы являются не инвариантными относительно замены переменой.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1. Найти производную 2-го порядка от функции

Решение.

ПРИМЕР 2. Найти производную 2-го порядка от функции, заданной параметрически

Решение.

ПРИМЕР 3. Найти производные для функции заданной параметрически:

Решение. Для получим:

Аналогично находим 3-ю производную:

ПРИМЕР 4. Найти производную 2-го порядка от функции, заданной неявно

Решение. Воспользуемся формулой для нахождения производной, заданной неявно:

ПРИМЕР 5. Пусть функция определяется из уравнения Найти в точке с координатами

Решение. Дифференцируя данное соотношение, имеем

(1)

Откуда следует, что Следовательно, Вторую производную удобнее найти, предварительно перобразовав уравнение (1) к виду

Получим

Решаем уравнение относительно и подставляем в полученное выражение Тогда

ПРИМЕР 6. Найти (n) -ю производную от функции

Решение. Продолжая операции дифференцирования, для (n) -ой производной получим

ПРИМЕР 7. Найти дифференциал 2-го порядка функции

Решение.

ПРИМЕР 8. Найти дифференциал (n)- го порядка функции

Решение.

Теперь можно увидеть, как изменяются коэффициенты с увеличением порядка дифференциала и для (n)- го дифференциала получить формулу которая верна при





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 6463 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинать всегда стоит с того, что сеет сомнения. © Борис Стругацкий
==> читать все изречения...

2320 - | 2074 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.