题目
求下列函数的n阶导数:-|||-(1) =sqrt [m](1+x) ;-|||-(2) =dfrac (1-x)(1+x)
题目解答
答案
解析
考查要点:
- 幂函数的高阶导数:掌握幂函数形式的函数求高阶导数的规律,即每次求导后指数递减,系数为当前指数的连乘积。
- 分式函数的分解与导数:通过代数变形将分式拆分为简单分式的组合,利用已知的高阶导数公式简化计算。
解题核心思路:
- 第一题:直接对幂函数形式的函数逐次求导,归纳出n阶导数的通项公式。
- 第二题:将分式拆分为常数项与简单分式的组合,利用已知的$\frac{1}{1+x}$的n阶导数结果快速求解。
第(1)题:$y = \sqrt[m]{1+x}$
第一阶导数
由幂函数求导法则:
$y' = \frac{1}{m}(1+x)^{\frac{1}{m} - 1}$
第二阶导数
继续对第一阶导数求导:
$y'' = \frac{1}{m} \left( \frac{1}{m} - 1 \right)(1+x)^{\frac{1}{m} - 2}$
归纳n阶导数
每求一次导数,指数减1,系数乘当前指数。因此,第$n$阶导数为:
$y^{(n)} = \frac{1}{m} \left( \frac{1}{m} - 1 \right) \cdots \left( \frac{1}{m} - n + 1 \right)(1+x)^{\frac{1}{m} - n}$
第(2)题:$y = \dfrac{1-x}{1+x}$
分式变形
将原式拆分为简单分式的组合:
$\frac{1-x}{1+x} = -1 + \frac{2}{1+x}$
利用已知导数公式
已知$\left( \frac{1}{1+x} \right)^{(n)} = \frac{(-1)^n n!}{(1+x)^{n+1}}$,因此:
$\left( \frac{2}{1+x} \right)^{(n)} = 2 \cdot \frac{(-1)^n n!}{(1+x)^{n+1}}$
合并结果
常数项$-1$的导数为0,最终结果为:
$y^{(n)} = \frac{2(-1)^n n!}{(1+x)^{n+1}}$