二階導(dǎo)數(shù)幾何意義
。1)切線斜率變化的速度,表示的是一階導(dǎo)數(shù)的變化率。
。2)函數(shù)的凹凸性(例如加速度的方向總是指向軌跡曲線凹的一側(cè))。
這里以物理學(xué)中的瞬時(shí)加速度為例:
a=dv/dt=dx/dt根據(jù)定義有
可如果加速度并不是恒定的,某點(diǎn)的加速度表達(dá)式就為:
a=limΔt→0,Δv/Δt=dv/dt(即速度對時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù))
又因?yàn)関=dx/dt,所以就有:
a=dv/dt=dx/dt,即元位移對時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)
將這種思想應(yīng)用到函數(shù)中,即是數(shù)學(xué)所謂的二階導(dǎo)數(shù)
f'(x)=dy/dx (f(x)的一階導(dǎo)數(shù))
f''(x)=dy/dx=d(dy/dx)/dx (f(x)的二階導(dǎo)數(shù))
二階導(dǎo)數(shù)的意義
簡單來說,一階導(dǎo)數(shù)是自變量的變化率,二階導(dǎo)數(shù)就是一階導(dǎo)數(shù)的變化率,也就是一階導(dǎo)數(shù)變化率的變化率。
連續(xù)函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)就是相應(yīng)的切線斜率。一階導(dǎo)數(shù)大于0,則遞增;一階倒數(shù)小于0,則遞減;一階導(dǎo)數(shù)等于0,則不增不減。
而二階導(dǎo)數(shù)可以反映圖象的凹凸。二階導(dǎo)數(shù)大于0,圖象為凹;二階導(dǎo)數(shù)小于0,圖象為凸;二階導(dǎo)數(shù)等于0,不凹不凸。
結(jié)合一階、二階導(dǎo)數(shù)可以求函數(shù)的極值。當(dāng)一階導(dǎo)數(shù)等于零,而二階導(dǎo)數(shù)大于零時(shí),為極小值點(diǎn);當(dāng)一階導(dǎo)數(shù)等于零,而二階導(dǎo)數(shù)小于零時(shí),為極大值點(diǎn);當(dāng)一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)都等于零時(shí),為駐點(diǎn)。