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@@ -35,6 +35,29 @@
\pagestyle{plain}
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\section{一阶导数}
\subsection{幂指函数求导}
形如$f(x)^{g(x)}$的幂指函数求导也可以类似幂指函数的求极限方法。既可以取$e$为底的指数也可以取对数。
\textbf{例题:}$f(x)=x^{\sin x}(x>0)$的导数。
取对数:
$\therefore\ln y=\sin x\ln x$
求导:
$\dfrac{y'}{y}=\cos\ln x+\dfrac{\sin x}{x}$
$\therefore y'=x^{\sin x}\left(\cos\ln x+\dfrac{\sin x}{x}\right)$
取指数:
$x^{\sin x}=e^{\sin x\cdot\ln x}$
求导:
$e^{\sin x\cdot\ln x}(\sin x\cdot\ln x)'=x^{\sin x}\left(\cos\ln x+\dfrac{\sin x}{x}\right)$
\subsection{分段函数导数}
@@ -152,7 +175,7 @@ $\therefore\alpha-2>0$,从而$\alpha>2$。
\subsubsection{导数定义式子}
有时极限式子可以直接转换为导数定义式子,稍微变换就可以代入导数。
有时极限式子可以直接转换为导数定义式子,稍微变换就可以代入导数。
\textbf{例题:}$f(x)$是以3为周期的可导函数且是偶函数$f'(-2)=-1$,求$\lim\limits_{h\to 0}\dfrac{h}{f(5-2\sin h)-f(5)}$\medskip
@@ -172,12 +195,62 @@ $\therefore\lim\limits_{h\to 0}\dfrac{h}{f(5-2\sin h)-f(5)}=-\dfrac{1}{2}$。
有时候极限式子不为导数定义的近似式子,这时候就需要先根据求极限的计算方式简化目标极限式子。
\textbf{例题:}$f(x)$$x=0$处可导且$f(0)=1$$f'(0)=3$,则数列极限$I=\lim\limits_{n\to\infty}\left(f\left(\dfrac{1}{n}\right)\right)^{\frac{\frac{1}{n}}{1-\cos\frac{1}{n}}}$\medskip
$\dfrac{1}{n}=x$,则:
$=\lim\limits_{x\to 0}(f(x))^{\frac{x}{1-\cos x}}$
$=e^{\lim\limits_{x\to 0}\frac{x}{1-\cos x}\ln f(x)}$
$=e^{2\lim\limits_{x\to 0}\frac{\ln f(x)}{x}}$
$=e^{2\lim\limits_{x\to 0}\frac{f(x)-1}{x}}$
$=e^{2\lim\limits_{x\to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x-0}}$
$=e^{2f'(0)}=e^6$
\section{高阶导数}
\subsection{导数存在性}
\subsection{携带未知数的多项式求高阶导}
当所需要的求导的式子为一个多项式的时候,这个求导必然是有规律的。
当所求高阶导数的$x$值为一个常数时,那么这个常数值代入求导的式子必然是会消去一部分的,最常用的常数为$x=0$
\textbf{例题:}已知$f(x)=x^2(x+1)^2(x+2)^2\cdots(x+n)^2$,求$f''(0)$
因为式子中带有未知数$n$,所以结果很可能会带有$n$
而这个式子项数为$n+1$项,所以求导结果必然很大,所以一定会消去一部分。
又求导的自变量$x=0$而0代入很多式子都会被消去所以这就是个突破口。
因为求导是求二阶导数,所以很可能这种求导是消去一部分而不是得到一个规律,因为阶数太低很难看出规律。
首先对$f(x)$求一阶导数(需要记住乘积的导数为各项求导的和):
$f'(x)=2x(x+1)^2(x+2)^2\cdots(x+n)^2$
$\quad\quad\quad+x^22(x+1)(x+2)^2\cdots(x+n)^2$
$\quad\quad\quad+x^2(x+1)^22(x+2)\cdots(x+n)^2$
$\quad\quad\quad\cdots$
$\quad\quad\quad+x^2(x+1)^2(x+2)^2\cdots 2(x+n)$
原式子一共1项一阶导数后变为$n+1$项和,然后求二阶导数,会变为$(n+1)^2$项和。这时候我们应该回头看目标求的式子为$f''(0)$,而根据式子,只要乘积项中含有$x$那么这一整个项就都为0。
一阶导数中除一项每个项都含有$x^2$,所以求二阶导数的时候,$x^2$会变为$2x$$x=0$处二阶导数为0所以求二阶导数的时候一次导数的第一项后面$n$项在$x=0$处都是0可以不用考虑。
而一阶导数的第一项只有对第一个$x$求导时会消去这个$x$变为$2(x+1)^2(x+2)^2\cdots(x+n)^2$,其他的$n$项二阶导数仍然含有$x$的项所以结果也为0。
所以求$f''(0)$时,只有对一阶导数的第一项的第一个$x$求导所得到的导数项不为0其他都是0所以最后$f''(0)=2(x+1)^2(x+2)^2\cdots(x+n)^2=2(n!)^2$
\section{微分}
\section{隐函数与参数方程}