Производные и дифференциалы высших порядков

Определение 1. Производной второго порядка (второй производной функции) Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru в точке х называется производная от ее первой производной Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru при условии, что Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru дифференцируема в точке х. Она обозначается такими символами:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru .

Определение 2. Производной п-го порядка функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru называется производная от производной (п-1) порядка:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

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

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (1)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (2)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (3)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (4)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (5)

в частности,

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (6)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (7)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (8)

Основные правила вычисления производных

Если функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru и Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru п раз дифференцированы, тогда имеют место такие равенства:

1) Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (9)

2) Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (формула Лейбница)(10)

где Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Вычисление производных высших порядков функций,

Заданных параметрически

Если функция задана параметрически уравнениями Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , тогда производные Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru вычисляются по формулам:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru и т.д. (11)

Для производной второго порядка имеет место формула:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (12)

Дифференциалы высших порядков

Определение 4. Дифференциалом второго порядка дважды дифференцируемой функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru называют дифференциал от дифференциала первого порядка функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , т.е. Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru .

В случае, когда х – независимая переменная, дифференциалы вычисляются по формулам:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

………………......

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (13)

Если же х — некоторая функция от t, Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , тогда

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (14)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru и т.д. (15)

Если для функций Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru и Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , где х – независимая перемен-ная, существуют дифференциалы Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru и Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru , тогда

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru ( Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru — постоянные), (16)

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru (17)

Пример 1. Найти производную второго порядка функции, заданной параметрически Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Решение.

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Пример 2. Найти производную второго порядка функции

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Решение.Сначала находится первая производная от сложной функции:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Тогда вторая производная равняется:

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Пример 3. Найти дифференциал второго порядка функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru в точке Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru .

Решение.Согласно формуле для вычисления дифференциала второго порядка Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru вычисляется Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru :

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Упражнения к разделу 3.2

Найти производные функций:

1). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

2). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

3). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

4). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

5). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

6). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производные сложных функций:

7). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

8). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

9). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

10). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производную функций:

11). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

12). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

13). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

14). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

15). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производные функций, которые заданы неявно:

16). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

17). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

18). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производную функции, которая задана параметрически:

19). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

20). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

21). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производные функций, логарифмируя их:

22). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

23). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

24). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти уравнение касательной и нормали к графику функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru в точке Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru .

25). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

26). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти точки, в которых касательные к графику функции Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru параллельны оси абсцисс:

27). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Написать уравнение касательной и нормали к кривой

28) Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru в точке Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru .

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Найти производные второго порядка функций:

29). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

30). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

31). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Вычислить производные функций, заданных неявно:

32). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

33). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru . Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Задания для индивидуальной семестровой работы студентов к разделу 3.2

Найти производные функций:

1). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

2). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

3). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

4). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

5). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

6). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

7). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

8). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

9). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

10). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

11). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

12). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

13). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

14). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

15). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

16). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

17). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

18). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

19). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

20). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

21). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

22). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

23). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

24). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

25). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

26). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

27). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

28). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

29). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

30). Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru Производные и дифференциалы высших порядков - student2.ru

Наши рекомендации