二阶导数(一阶导数的导数)

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更新时间:2023-07-19
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二阶导数是一阶导数的导数,它表示一阶导数的变化率。从原理上,它反映了一阶导数在某一点的斜率,也就是函数在该点变化的快慢程度。 具体来说,如果二阶导数大于0,则一阶导数在该点附近上升,函数在该点附近较陡峭,图像在该点附近呈凹形;如果二阶导数小于0,则一阶导数在该点附近下降,函数在该点附近较平缓,图像在该点附近呈凸形。 从另一个角度来看,二阶导数也可以用来判断函数的极值点。如果一个点是函数的极值点,那么在该点附近,一阶导数等于0,而二阶导数必须为0。因此,通过判断二阶导数是否为0,可以确定函数是否有极值点。 总之,二阶导数是研究函数图像的重要工具,它可以帮助我们更好地理解函数的性质和变化趋势。二阶导数
一阶导数的导数

代数记法


例如:
的导数为
,二阶导数即
的导数为
。




几何意义
(1)切线斜率变化的速度,表示的是一阶导数的变化率。
这里以物理学中的瞬时加速度为例:

可如果加速度并不是恒定的,某点的加速度表达式就为:

又因为
所以就有:


将这种思想应用到函数中即是数学所谓的二阶导数




定义
以导数定义法定义:如果函数
的导数
在x处可导,则称
的导数为函数
在点x处的二阶导数,记为
。





物理意义

这种导数的导数
或
称为
对
的二阶导数,记作





所以,直线运动的加速度就是位置函数是s(t)对时间t的二阶导数。
性质
(2)判断函数极大值以及极小值。
结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。
(3)函数凹凸性。
设
在
上连续,在
内具有一阶和二阶导数,那么,



(1)若在
内
,则
在
上的图形是凹的;




(2)若在
内
,则
在
上的图形是凸的。




例题

解:用导数定义求解:
