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用泰勒公式法求高阶导数(求高阶导数的方法)

时间:2023-05-03 22:27:00 阅读:85628 作者:543

本篇是上一篇文章

为了贯彻微积分的“任督二脉”,让我们愉快地寻求导数的后续。

在求解幂函数y=x^时,使用了以自然常数e为底的对数函数y=ln x的求解结果(ln x () )=1/x。 那么,寻求其指引的过程是怎样的呢? 一起看看吧。

对数函数y=log(a ) x是[log(a ) a ) ] ) x h )-log(a ) ) x]不能继续合并和分解,所以难以直接导出。 但是,在前文中,求出了指数函数y=a^x的导数,(a^x ) )=a^x*ln a。 由于两者互为正反函数,基于此,导出这些导数之间的关系。

值得注意的是,对数函数y=log[a]x和指数函数y=a^x互为正反函数,由它们的函数定律阐述。 逆函数y=log(a ) x或f ) x ) log )在a ) x的情况下,为其正函数)或直接函数)表达式必须为x=a^y或g ) y )=a^y。

假设存在直接函数(或正函数) x=g ) y ),且其逆函数为y=f ) x )。

对于直接函数(或正函数) x=g ) y )的导数g () y ) x/y,逆函数y=f ) x )的导数f ) ) x )=y/x。 因此,有f'(x )=1/g ' ) y )。 也就是说,正反函数的导数互为倒数。

导数需要极限运算,上式的g'(y )和f ' ) x )省略了极限文字lim,但这不影响两者的互倒数关系。

首先,对直接函数g(y )=a ) y进行推导,得到: g ) ) y )=a^y*ln a。

那么逆函数f(x )=对数(a ) x的导数f ) ) x )=1/) a^y*lna )。 如果将x=a^y代入上式,则f'(x )=1/(x*lna ),表示为(log ) a ) x ) )=1/) x*lna )。 如果取a=e,则(ln x ) )=1/x。

常见的正反函数有三角函数和反三角函数。

让我们以正弦函数和正切函数为例,导出这些反函数的导数。

首先,给出正弦函数y=sin x的导数f'(x )=cos x,正切函数y=tg x的导数f ' ) x )=sec^2 x。 之后的文章会再次导出,请关注阅读。

1、设正弦函数x=sin y为直接函数,其反函数为反正弦函数y=arc sin x。 无视定义域的讨论,我们直接导出:

(arcsinx(=1/) siny ) )=1/cos y。 然后将余弦cos y转换为正弦sin y,再转换为x。

为什么这么说呢,因为cosy=(1-sin^2y ) ) )1-x^2),所以) arc sin x ) )=) )1-x^2)。

2、将正切函数x=tg y作为直接函数,将其逆函数设为反正切函数y=arc tg x。 无视定义域的讨论,我们直接导出:

(弧矢x ) (=1/)缇)=1/秒^2y。 然后将正割sec y转换为相切tg y,再转换为x。

为什么这么说呢,因为sec^2 y=1 tg^2 y=1 x^2,所以(arc tg x ) )=1 x^2。

看到这里,有些伙伴可能会有点困惑,怎么玩y,玩x,闹什么样的。

对于逆函数y=f(x ),x是自变量,y是因子; 另一方面,对于直接函数(或正函数) x=g ) y ),y是自变量,x是因子。 但是,在计算过程中,自变量和因变量的身份不再重要,重要的是x和y之间的函数法则不变。

例如,使用上述等式(arc sin x )=1/cos y的情况下为f ) ) )而不是x ) ) ) ) x ) ) ) sinx ) )。 得到一个新的等式: y’=1/cos y。 等式中看不到自变量x了,但这样的式子也已经是微分方程,所以成立。

不管是原函数还是导数,我们都可以把它看成方程式。 式中,无论x、y、x '、y '、dy、dx如何,只要遵循正确的函数法则,都可以同时存在。

我们需要做的就是把它们变成我们需要的样子。

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