Производные и дифференциалы высших порядков
Определение 1. Производной второго порядка (второй производной функции) в точке х называется производная от ее первой производной при условии, что дифференцируема в точке х. Она обозначается такими символами:
, , , , .
Определение 2. Производной п-го порядка функции называется производная от производной (п-1) порядка:
Определение 3.Производную, для которой существует п-я производная в точке х, называют п раз дифференцируемой в этой точке.
Основные формулы вычисления производных высших порядков
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
в частности,
(6)
(7)
(8)
Основные правила вычисления производных
Если функции и п раз дифференцированы, тогда имеют место такие равенства:
1) (9)
2) (формула Лейбница)(10)
где
Вычисление производных высших порядков функций,
Заданных параметрически
Если функция задана параметрически уравнениями , , тогда производные вычисляются по формулам:
и т.д. (11)
Для производной второго порядка имеет место формула:
(12)
Дифференциалы высших порядков
Определение 4. Дифференциалом второго порядка дважды дифференцируемой функции называют дифференциал от дифференциала первого порядка функции , т.е. .
В случае, когда х – независимая переменная, дифференциалы вычисляются по формулам:
………………......
(13)
Если же х — некоторая функция от t, , тогда
(14)
и т.д. (15)
Если для функций и , где х – независимая перемен-ная, существуют дифференциалы и , тогда
( — постоянные), (16)
(17)
Пример 1. Найти производную второго порядка функции, заданной параметрически
Решение.
Пример 2. Найти производную второго порядка функции
Решение.Сначала находится первая производная от сложной функции:
Тогда вторая производная равняется:
Пример 3. Найти дифференциал второго порядка функции в точке .
Решение.Согласно формуле для вычисления дифференциала второго порядка вычисляется :
Упражнения к разделу 3.2
Найти производные функций:
1).
2).
3).
4).
5).
6).
Найти производные сложных функций:
7).
8).
9).
10).
Найти производную функций:
11).
12).
13).
14).
15).
Найти производные функций, которые заданы неявно:
16). .
17). .
18). .
Найти производную функции, которая задана параметрически:
19).
20).
21).
Найти производные функций, логарифмируя их:
22). .
23). .
24). .
Найти уравнение касательной и нормали к графику функции в точке .
25). .
26). .
Найти точки, в которых касательные к графику функции параллельны оси абсцисс:
27). .
Написать уравнение касательной и нормали к кривой
28) в точке .
Найти производные второго порядка функций:
29). .
30). .
31). .
Вычислить производные функций, заданных неявно:
32). .
33). .
Задания для индивидуальной семестровой работы студентов к разделу 3.2
Найти производные функций:
1).
2).
3).
4).
5).
6).
7).
8).
9).
10).
11).
12).
13).
14).
15).
16).
17).
18).
19).
20).
21).
22).
23).
24).
25).
26).
27).
28).
29).
30).