1、二阶导数二阶导数,是原函数导数的导数,将原函数进行二次求导。一般的,函数 y=f(x)的导数 y=f(x)仍然是 x 的函数,则 y=f( x)的导数叫做函数 y=f(x)的二阶导数。1 代数记法二阶导数记作 y=d2y/dx2 即y=(y ) 。 1例如:y=x2 的导数为 y=2x,二阶导数即 y=2x 的导数为 y=2。2 几何意义(1)切线斜率 变化的速度(2)函数的凹凸性 (例如 加速度的方向总是指向轨迹曲线凹的一侧)这里以物理学中的瞬时加速度为例:根据定义有 a=(v-v )/t=v/t可如果加速度并不是恒定的 某点的加速度表达式就为:a=limt0 v/t=dv/dt(即速度对时
2、间的一阶导数)又因为 v=dx/dt 所以就有a=dv/dt=d2x/dt2 即元位移对时间的二阶导数将这种思想应用到函数中 即是数学所谓的二阶导数f(x)=dy/dx (f(x)的一阶导数)f(x)=d2y/dx2=d(dy/dx)/dx (f(x)的二阶导数)3 应用如果一个函数 f(x)在某个区间 I 上有 f(x)(即二阶导数) 0 恒成立,那么对于区间 I 上的任意 x,y,总有:f(x)+f(y)2f(x+y)/2,如果总有f(x)0 恒成立,那么在区间 I 上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。4 相关补充二阶导数是比较理论的、比较抽象的一个量,它不像一阶导数那样有明显的几何意义,因为它表示的是一阶导数的变化率。在图形上,它主要表现函数的凹凸性,直观的说,函数是向上突起的,还是向下突起的。定理:设 f(x)在a,b上连续,在(a,b) 内具有一阶和二阶导数,那么,(1)若在( a,b)内 f(x)0,则 f(x)在a,b 上的图形是凹的;(2)若在( a,b)内 f(x)0,则 f(x)在a,b 上的图形是凸的。若在定义域内二阶导数为 0,则该点是定义域内的极值点。二阶导数一般是表示凹凸性,但是在国内的不同教材中有不同的叫法。比如在同济大学的教材中,如下图叫做上凹,而其他教材中叫做凸函数。