本文通过4个例子,介绍分式函数、对数与指数乘积函数、三角函数等的高阶导数计算方法步骤。
方法/步骤
1、例题1:
求y=x3/(53-x)的n阶导数。
解:先对y进行变形,得:
y=x3/(53-x)
=-[x2(53-x)+53x(53-x)+532(53-x)-533]/(53-x)
=-(x2+53x+532)+533/(53-x)
=-(x2+53x+532)-533/(x-53)。
2、求导有:
y´=-(2x+53)+533/(x-53)2,
y〞=-2-2*533/(x-53)3,
y”’=6*533/(x-53)4,
由于[1/(x-1)](n)=(-1)nn!/(x-1)n+1,
所以y(n)=533*(-1)n+1*n!/(x-53)n+1,n≥3.
3、例题2:
求y=136×3*lnx的n阶导数。
解:法一,例推法
对函数依次求导,得:
y´=272x2lnx+136×2
y〞=6*136xlnx+3*136x+2*136x=6*136xlnx+5*136x
y”’=6*136lnx+6*136+5*136=136(6lnx+11).
∵(lnx)(n)=(-1)n+1(n-1)!x-n
∴y(n)=816*(-1)n-2(n-4)!x-(n-3),n≥4.
4、法二,n阶导数展开公式法
∵y=136×3*lnx
∴y(n)=136Σ(0,n)C(n,r)(x3)(r)*(lnx)(n-r)
=136[C(n,0)(x3)(0)*(lnx)(n)+C(n,1)(x3)(1)*(lnx)(n-1)+
C(n,2)(x3)(2)*(lnx)(n-2)+C(n,3)(x3)(3)*(lnx)(n-3)]
=136[(lnx)(n)x3+n(3×2)(lnx)(n-1)+C(n,2)(6x)(lnx)(n-2)+C(n,3)6(lnx)(n-3)]
又(lnx)(n)=(-1)n+1(n-1)!x-n,则:
5、(lnx)(n-1)=(-1)n(n-2)!x-(n-1),
(lnx)(n-2)=(-1)n-1(n-3)!x-(n-2),
(lnx)(n-3)=(-1)n-2(n-4)!x-(n-3),代入上式得:
y(n)=136[(-1)n+1×3(n-1)!x-n+3nx2(-1)n(n-2)!x-(n-1)+3n(n-1)x(-1)n-1(n-3)!x-(n-2)+n(n-1)(n-2)(-1)n-2(n-4)!x-(n-3)],
y(n)=136(-1)n-2(n-4)!x-n[-(n-1)(n-2)(n-3)x3+3n(n-2)(n-3)x3-3n(n-1)(n-3)x3+n(n-1)(n-2)x3],
y(n)=816*(-1)n-2(n-4)!x-(n-3),n≥4.
6、例题3:
求y=cos260x的n阶导数。
解:先对三角函数进行降幂,得:
y=cos260x
=(1+cos136x)/2=(1/2)cos136x+(1/2).
而(cosx)(n)=cos[x+(nπ/2)],则:
(coskx)(n)=kncos[kx+(nπ/2)],
所以:y(n)=(1/2)*136ncos[136x+(nπ/2)],n≥1.
7、例题4:
求y=1/(x2-35x+264)的n阶导数。
解:先对函数表达式分母进行因式分解并裂项:
y=1/(x2-35x+264)=1/(x-24)(x-11)
y=1/(x-24)-1/(x-11)
由于[1/(x-a)](n)=(-1)nn!/(x-a)n+1;
所以y(n)=(-1)nn!/(x-24)n+1-(-1)nn!/(x-11)n+1,n≥1.
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