Перейти к содержанию

Производные высших порядков

Математика 11 класс Сложность 3/5

Начало урока

Производные высших порядков

Когда мы дифференцируем функцию один раз, мы получаем первую производную. Но что произойдёт, если продифференцировать ещё раз... и ещё раз... и ещё раз?

📐 Формальное определение

Если $f(x)$ — дифференцируемая функция, то её первая производная — это $f'(x)$. Если $f'(x)$ сама является дифференцируемой, то её производная называется второй производной функции $f$ и записывается как $f''(x)$. В общем случае производная $n$-го порядка получается путём дифференцирования $f(x)$ ровно $n$ раз.

$$ f(x) \xrightarrow{\frac{d}{dx}} f'(x) \xrightarrow{\frac{d}{dx}} f''(x) \xrightarrow{\frac{d}{dx}} f'''(x) \xrightarrow{\frac{d}{dx}} f^{(4)}(x) \xrightarrow{\frac{d}{dx}} \cdots $$
✏️ Справочник обозначений
ПорядокЛагранжЛейбниц
1-й$f'(x)$$\frac{dy}{dx}$
2-й$f''(x)$$\frac{d^2y}{dx^2}$
3-й$f'''(x)$$\frac{d^3y}{dx^3}$
$n$-й$f^{(n)}(x)$$\frac{d^ny}{dx^n}$
🌍 Физическая интерпретация
Положение: $s(t)$

Где находится объект в момент времени $t$

Скорость: $v(t) = s'(t)$

Как быстро изменяется положение (1-я производная)

Ускорение: $a(t) = s''(t)$

Как быстро изменяется скорость (2-я производная)

Ключевая идея: Вторая производная $f''(x)$ говорит нам о выпуклости функции $f(x)$. Если $f''(x) > 0$, график выпуклый вниз (улыбается 😊). Если $f''(x) < 0$, график выпуклый вверх (грустит 😞).

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 130
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя