谁形象地帮我解释下这个二阶导数的求解过程

2个回答

  • 你看图片看看.

    图中有一条曲线,两条直线,还有△x和△y,这个可以理解吧,△x是x的增加量,△y是对应的函数值的增加量

    且有f(x) - f(x0) = f(x0 + △x) -f(x0) = △y

    那么就有

    △y/△x = [f(x0 + △x) -f(x0)] / △x你可以看到此处的△y/△x就是图中斜率较大的直线的斜率

    那么当△x越来越小,越来越小的时候,你可以看到△y/△x就越来越靠近下面的直线,直到重合,而下面的直线的斜率就是当△x趋近于无穷小时,△y/△x的值

    也就是

    lim(△x→0)△y/△x = lim(△x→0)[f(x0 + △x) -f(x0)] / △x

    可以看到,上式的右边就是函数在x=x0处的导数的定义.

    而你说到的 d是数学中常用的微分的符号,何谓微分,就是非常非常小的增量

    dy = lim(△x→0)△y 就是无限小的函数值增量

    我们常用 y' 来表示函数的导数,那么就有

    dy = lim(△x→0)△y

    = lim(△x→0)[(△y/△x)×△x]

    = [lim(△x→0)(△y/△x)]×[lim(△x→0)△x]

    =y' dx

    dx = lim(△x→0)△x 就是自变量 x 的无限小的增量.

    因此就有dy/dx = y'

    而 y' 虽然是 y 的一阶导数,但仍然是一个关于 x 的函数

    那么对 y' 再求导就得到了 y 的二阶导数 y''

    根据上面的定义

    因此 y'' = dy'/dx = d(dy/dx)/dx = d^2y/dx^2

    另外,微分是可以运算的

    比如dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt)分子分母中的dt是可以约去的

    你的例子中,给出的表达式是 y 和 x 关于 t 的表达式,因此,我们可以直接求的是 x 和 y 相对于 t 的导数,也就是 dx/dt = 2t和 dy/dt = 3t^2

    那么y关于x的一阶导数dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt) = 3t^2/2t = 1.5t

    一阶导数 y' 仍然是一个关于 t 的函数

    那么仍然根据微分的运算法则

    二阶导数 y'' = dy'/dx = (dy'/dt)/(dx/dt) = 1.5/2t = 3/(4t)