例2.12(江苏省2016年竞赛题) 设函数
f(x)=(x-1)(x-2)2(x-3)3(x-4)4
试求f″(2).
解析 令g(x)=(x-1)(x-3)3(x-4)4,则f(x)=(x-2)2g(x),应用莱布尼茨公式可得
于是
例2.13(南京大学1995年竞赛题) 设f′(0)=1,f″(0)=0,求证:在x=0处,有
解析 因为f″(0)=0,所以f′(x)在x=0处可导,因此f′(x)在x=0处连续.令F(x)=f(x2),则
F′(x)=2xf′(x2), F′(0)=0
应用二阶导数的定义得
又令G(x)=f2(x),则
G′(x)=2f(x)f′(x), G′(0)=2f(0)f′(0)=2f(0)
应用二阶导数的定义得
综上,原式得证.
例2.14(江苏省1994年竞赛题) 设则f″(0)=____.
解析 由导数的定义,有
当x≠0时,,再用定义求f″(0)得
例2.15(全国大学生2009年预赛题) 设y=y(x)由方程xef(y)=eyln29确定,其中f具有二阶导数,且f′≠1,则=________
解析 显见x>0,原式两边取对数得
lnx+f(y)=y+lnln29
两边对x求导数得
由(*)式可得式两边对x再求导数得
由此式解出y″,并利用y′的表达式可得
例2.16(江苏省2000年竞赛题) 若y=y(x)由方程组确定,求
.
解析 由x=t2-t,x′(t)=2t-1,x″(t)=2,所以x′(0)=-1,x″(0)=2.设由tey+y+1=0确定y=y(t),则y(0)=-1.方程两边对t求导得
令t=0得e-1+0+y′(0)=0,所以.
(*)式两边求t求导数得
令t=0得2e-1y′(0)+0+0+y″(0)=0,所以.(www.xing528.com)
于是
例2.17(江苏省1991年竞赛题) 设,其中m,n为正整数,则P(1)=________.
解析 因为
(1-xm)n=(1-x)n·(1+x+x2+…+xm-1)n
令u(x)=(1-x)n,v(x)=(1+x+…+xm-1)n,应用莱布尼兹公式,因u(1)=u′(1)=…=u(n-1)(1)=0,u(n)(1)=(-1)nn!,所以
例2.18(江苏省1994年竞赛题) 设,求f(n)(2).
解析 由,令u(x)=(x-2)n,v(x)=
,由于u(2)=u′(2)=…=u(n-1)(2)=0,u(n)(2)=n!,应用莱布尼兹公式得
例2.19(广东省1991年竞赛题) 设,求f(n)(x).
解析 应用多项式除法,有
例2.20(江苏省2012年竞赛题) 设y=ln(1-x2),求y(n).
解析 由于
例2.21(浙江省2004年竞赛题) 设,求f(n)(0).
解析 已知
即(1+x2)f′(x)=-1.等式两边对x求(n-1)阶导数,应用莱布尼兹公式,得
令x=0,得
f(n)(0)=-(n-1)(n-2)f(n-2)(0)
而,故f′(0)=-1,f″(0)=0.所以当n为偶数时,f(n)(0)=0;当n为奇数时
即
例2.22(精选题) 设求y(n)(0).
解析 由
令x=0,得y(n+1)(0)=n2y(n-1)(0).由于y′(0)=1,y″(0)=y(0)=0,所以
y(2n)(0)=0, y(2n+1)(0)=4n(n!)2
例2.23(南京大学1996年竞赛题) 设y=xn-1lnx,求y(n).
解析 由
归纳假设
所以(*)k+1成立,于是(*)k对∀k=1,2,…,n-1成立.当k=n-1时
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。