Questions in category: 高阶导数 (High-order derivatives)
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1. 曲线参数方程的二阶求导公式.

Posted by haifeng on 2023-03-18 08:16:22 last update 2023-03-18 08:16:22 | Answers (0) | 收藏


设曲线 $\Gamma$ 的参数方程为

\[
\begin{cases}
x=\varphi(t),\\
y=\psi(t),
\end{cases}
\]

其中 $t\in[\alpha,\beta]$. $\varphi(t)$, $\psi(t)$ 二阶可导. 且 $\dot{\varphi}(t)=\varphi'(t)\neq 0$.

证明:

\[
\frac{d^2 y}{dx^2}=\frac{\ddot{\psi}\dot{\varphi}-\dot{\psi}\ddot{\varphi}}{\dot{\varphi}^3}.
\]

 

2. 求 $\sin x$, $\cos x$ 的高阶导数.

Posted by haifeng on 2023-03-18 08:11:57 last update 2023-03-18 08:11:57 | Answers (0) | 收藏


\[
(\sin x)^{(n)}=\sin(x+\frac{n}{2}\pi)=\cos(x+\frac{n-1}{2}\pi).
\]

注意: $\cos x=\sin(x+\frac{\pi}{2})$, 即 $\sin x$ 的图像向左平移 $\frac{\pi}{2}$ 得到 $\cos x$.

3. 设 $y=f(x)$ 具有反函数, 其反函数为 $g(x)$. 并且 $g$ 二阶可导, 且满足 $(g'(x))^2=g''(x)$, 证明 $f''(x)+f(x)=0$.

Posted by haifeng on 2022-11-08 16:12:34 last update 2022-11-08 16:12:34 | Answers (1) | 收藏


设 $y=f(x)$ 具有反函数, 其反函数为 $g(x)$. 并且 $g$ 二阶可导, 且满足 $(g'(x))^2=g''(x)$, 证明 $f''(x)+f(x)=0$.

 

4. 已知函数 $y=f(x)$ 具有二阶导数, 且 $\lim\limits_{x\rightarrow 0}\dfrac{f'(x)-2}{x}=2$, 求 $\dfrac{\mathrm{d}^2 x}{\mathrm{d}y^2}\biggr|_{x=0}$.

Posted by haifeng on 2021-11-06 15:40:52 last update 2021-11-06 15:41:21 | Answers (1) | 收藏


已知函数 $y=f(x)$ 具有二阶导数, 且 $\lim\limits_{x\rightarrow 0}\dfrac{f'(x)-2}{x}=2$, 求 $\dfrac{\mathrm{d}^2 x}{\mathrm{d}y^2}\biggr|_{x=0}$.

 

 

Remark: 注意这里求 $x$ 对 $y$ 的二阶导数在 $x=0$ 的值.

5. 设 $f(x)=(x^3-1)^n$, $n\in\mathbb{N}$, 求 $f^{(n)}(1)$.

Posted by haifeng on 2021-11-06 15:35:48 last update 2021-11-06 15:35:48 | Answers (1) | 收藏


设 $f(x)=(x^3-1)^n$, $n\in\mathbb{N}$, 求 $f^{(n)}(1)$.

 

[hint] 这是一道填空题. 将 $x^3-1$ 分解因式为 $(x-1)(x^2+x+1)$ 即可.

 

6. 写出 $e^x$, $\sin x$, $\cos x$, $\tan x$, $\cot x$ 的麦克劳林(MacLaurin)展开式.

Posted by haifeng on 2021-03-25 11:05:39 last update 2022-06-29 23:03:17 | Answers (1) | 收藏


写出 $e^x$, $\sin x$, $\cos x$, $\tan x$, $\cot x$ 的麦克劳林(MacLaurin)展开式.

\[
e^x=\sum_{n=0}^{+\infty}\frac{1}{n!}x^n
\]

\[
\sin x=x-\frac{1}{3!}x^3+\frac{1}{5!}x^5-\frac{1}{7!}x^7+\cdots+(-1)^{n}\frac{1}{(2n+1)!}x^{2n+1}+\cdots
\]

\[
\cos x=1-\frac{1}{2!}x^2+\frac{1}{4!}x^4-\frac{1}{6!}x^6+\cdots+(-1)^{n}\frac{1}{(2n)!}x^{2n}+\cdots
\]

研究计算 $e^x$ 等函数的算法.

7. 求 $f(x)=e^x \sin x$ 和 $g(x)=e^x \cos x$的高阶导数.

Posted by haifeng on 2020-11-10 20:23:37 last update 2020-11-10 22:36:15 | Answers (2) | 收藏


求 $f(x)=e^x \sin x$ 和 $g(x)=e^x \cos x$的高阶导数.

8. 求 $f(x)=xe^x$ 的高阶导数.

Posted by haifeng on 2020-11-10 16:40:16 last update 2020-11-10 16:40:16 | Answers (1) | 收藏


求 $f(x)=xe^x$ 的高阶导数.

9. 求 $f(x)=\frac{1}{1-x}$ 的高阶导数.

Posted by haifeng on 2020-11-01 14:45:23 last update 2020-11-01 14:45:23 | Answers (1) | 收藏


一般的, 求 $f_m(x)=\frac{1}{(1-x)^m}$ 的高阶导数.

10. 求函数 $y=\arctan\frac{x+1}{x-1}$ 的高阶导数.

Posted by haifeng on 2020-10-28 16:42:01 last update 2022-04-26 22:03:40 | Answers (1) | 收藏


求函数 $y=\arctan\frac{x+1}{x-1}$ 的高阶导数.

 

Note:  注意 $\arctan\frac{x+1}{x-1}=-\arctan\frac{x+1}{1-x}$, 所以只要求 $\arctan\frac{1+x}{1-x}$ 的高阶导数.

详见问题2409 .

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