Сторінка
1

Похідні і диференціали вищих порядків. Функції, задані параметрично, їх диференціювання

План

• Похідні вищих порядків
• Диференціали вищих порядків.
• Похідна другого порядку від функції, заданої параметрично.

6.9. Похідні вищих порядків

Нехай функція задана на деякому проміжку і нехай всередині цього проміжку вона має похідну . Тоді може трапитися випадок, що , будучи функцією від , в деякій точці , а можливо, і в усіх точках цього проміжку, в свою чергу, має похідну. Цю похідну називають похідною другого порядку, або другою похідною, від функції в точці .

Похідна другого порядку позначається одним із символів:

.

Отже, за означенням похідна другого порядку є похідна першого порядку від похідної першого порядку, тобто

.

Звідси випливає таке правило знаходження похідної другого порядку: щоб знайти від функції похідну другого порядку, треба знати спочатку від цієї функції похідну першого порядку , а потім від похідної знайти ще похідну першого порядку. Інакше кажучи, щоб знайти , треба функцію продиференціювати два рази.

Приклад. Знайти від функції .

Р о з в ’ я з о к. Знаходимо : .

Для знаходження цей результат диференціюємо ще раз. Маємо

.

Зауваження. Якщо рух матеріальної точки відбувається за законом

.

то , як вже було з’ясовано, дорівнює швидкості точки в даний момент часу:

.

Тоді прискорення визначають як похідну першого порядку від швидкості, тобто , але , тому .

Отже, похідній другого порядку можна дати механічну інтерпретацію, а саме: її можна тлумачити як величину, що дорівнює прискоренню рухомої точки в даний момент часу.

Подібно до того як ми означили похідну другого порядку, визначається й похідна третього порядку.

Нехай у кожній внутрішній точці проміжку існує похідна другого порядку . Отже, є функція . Припустимо, що в деякій внутрішній точці має похідну першого порядку .

Похідна першого порядку від похідної другого порядку називається похідною третього порядку, або третьою похідною в точці, і позначається одним із символів:

.

Отже, за означенням

.

Звідси й випливає правило знаходження похідної третього порядку, треба функцію послідовно три рази продиференціювати.

Приклад. Знайти від функції .

Р о з в ’ я з о к. Знаходимо : .

Цей результат ще раз диференціюємо, тобто шукаємо

.

Продиференціювавши ще раз, знаходимо похідну третього порядку:

.

Від похідної третього порядку можна перейти до похідної четвертого порядку, а від похідної четвертого порядку – до похідної п’ятого порядку і т. д. Взагалі, якщо припустити, що від функції вже визначена похідна - го порядку і остання існує в кожній внутрішній точці проміжку , то можна дати означення похідної - го порядку від функції в точці .