摘要:高階導(dǎo)數(shù)的求解和應(yīng)用是微積分導(dǎo)數(shù)部分的重要章節(jié),計(jì)算方法采用逐次求導(dǎo)的方式進(jìn)行。在高階導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用過程中常遇到含參數(shù)類型的問題求解,需靈活變通求解思路,尋求解題的規(guī)律,得到正確的答案。
關(guān)鍵詞:函數(shù);高階導(dǎo)數(shù);參數(shù)
中圖分類號(hào) G 712 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
1 高階導(dǎo)數(shù)的定義
定義1 一般地[1],如果函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)仍然可導(dǎo),則的導(dǎo)數(shù)叫作函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù),記作或,即
相應(yīng)地,把叫作函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù).通常對(duì)一階導(dǎo)數(shù)不指明它的階數(shù).
類似地[2],函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的導(dǎo)數(shù)叫作的三階導(dǎo)數(shù),三階導(dǎo)數(shù)的導(dǎo)數(shù)叫作四階導(dǎo)數(shù),…,一般地,的(-l)階導(dǎo)數(shù)的導(dǎo)數(shù)叫作的階導(dǎo)數(shù),分別記作
或或
二階及二階以上的導(dǎo)數(shù)統(tǒng)稱為高階導(dǎo)數(shù).
2高階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算
為便于對(duì)高階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行計(jì)算,按照問題解答類型進(jìn)行分類求解。
2.1 具體函數(shù)指定階數(shù)類型
(1)不復(fù)合的具體函數(shù)指定階數(shù)
此類題型采用高階導(dǎo)數(shù)定義[3],逐次求導(dǎo)進(jìn)行解答。
例1 設(shè)函數(shù),求和.
解:1).
2).
(2)復(fù)合的具體函數(shù)指定階數(shù)
此類題型采用高階導(dǎo)數(shù)定義,利用復(fù)合函數(shù)逐次求導(dǎo)進(jìn)行解答。
例2 設(shè)函數(shù),求.
解: 因,
所以.
2.2 歸納推導(dǎo)類型
(1)周期變化類
利用試求具體階數(shù)導(dǎo)數(shù),推導(dǎo)出求導(dǎo)結(jié)果規(guī)律。
例3 設(shè)函數(shù),求.
解:
因,
所以在求高階導(dǎo)數(shù)過程中最小正周期為4,,。
參數(shù)變化類
利用試求具體階數(shù)導(dǎo)數(shù)[4],結(jié)合導(dǎo)數(shù)結(jié)果與參數(shù)變化的關(guān)系,得到答案。
例4 設(shè)函數(shù),求.
解: 因,.
注:可以采用取特殊值法試求結(jié)果規(guī)律方式進(jìn)行。
例5 設(shè)函數(shù),求.
解: 因,.
例6 設(shè)函數(shù),求.
解: 因,當(dāng),跟常數(shù)的導(dǎo)數(shù)為0,所以.
例7 設(shè)函數(shù),求.
解: 因.
3 總結(jié)
高階導(dǎo)數(shù)的定義雖通俗易懂,但在在求解過程中,應(yīng)充分分析題目的特點(diǎn),結(jié)合高階導(dǎo)數(shù)的定義,找到準(zhǔn)確的解決方法,靈活解答問題。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:張延利(1980.9-),男,山東萊蕪人,碩士,副教授,主要研究方向:從事高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)工作。
基金項(xiàng)目:瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院2021年上半年校級(jí)科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):K-2111);瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院2020年度院級(jí)教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JG-202017);瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院2018年度院級(jí)精品在線開放課程(項(xiàng)目編號(hào):SJPZXKC-201805).