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分析 >> 数学分析 >> 导数及微分 >> 高阶导数
Questions in category: 高阶导数 (High-order derivatives).

设 $f,g$ 均为 $3$ 阶可导函数, 求复合函数 $f(g)$ 的各阶导数.

Posted by haifeng on 2023-10-23 17:15:21 last update 2023-11-02 16:49:49 | Answers (1)


设 $f,g$ 均为 $3$ 阶可导函数, 求复合函数 $f(g)$ 的各阶导数.

\[
\begin{aligned}
(f(g))'&=f'(g)g',\\
[f(g)]''&=[f'(g)g']'=[f'(g)]'g'+f'(g)g''=f''(g)g'g'+f'(g)g'',
\end{aligned}
\]
从而
\[
\begin{split}
[f(g)]^{(3)}&=[f''(g)g'g'+f'(g)g'']'\\
&=f'''(g)(g')^3+f''(g)2g'g''+f''(g)g'g''+f'(g)g'''\\
&=f^{(3)}(g)(g')^3+3f''(g)g'g''+f'(g)g^{(3)}.
\end{split}
\]

经过计算

\[
[f(g)]^{(4)}=f^{(4)}(g)(g')^4+6f^{(3)}(g')^2g''+3f''(g)(g'')^2+4f''(g)g'g^{(3)}+f'(g)g^{(4)},
\]

 

\[
\begin{split}
[f(g)]^{(5)}&=f^{(5)}(g)(g')^5+10f^{(4)}(g)(g')^3 g''+10f^{(3)}(g)(g')^2 g^{(3)}+15f^{(3)}(g) g'(g'')^2\\
&\quad+10f''(g) g'' g^{(3)}+5f''(g) g' g^{(4)}+f'(g)g^{(5)}.
\end{split}
\]