二階導數幾何意義
(1)切線斜率變化的速度,表示的是一階導數的變化率。
(2)函數的凹凸性(例如加速度的方向總是指向軌跡曲線凹的一側)。
這里以物理學中的瞬時加速度為例:
a=dv/dt=dx/dt根據定義有
可如果加速度并不是恒定的,某點的加速度表達式就為:
a=limΔt→0,Δv/Δt=dv/dt(即速度對時間的一階導數)
又因為v=dx/dt,所以就有:
a=dv/dt=dx/dt,即元位移對時間的二階導數
將這種思想應用到函數中,即是數學所謂的二階導數
f'(x)=dy/dx (f(x)的一階導數)
f''(x)=dy/dx=d(dy/dx)/dx (f(x)的二階導數)
二階導數的意義
簡單來說,一階導數是自變量的變化率,二階導數就是一階導數的變化率,也就是一階導數變化率的變化率。
連續函數的一階導數就是相應的切線斜率。一階導數大于0,則遞增;一階倒數小于0,則遞減;一階導數等于0,則不增不減。
而二階導數可以反映圖象的凹凸。二階導數大于0,圖象為凹;二階導數小于0,圖象為凸;二階導數等于0,不凹不凸。
結合一階、二階導數可以求函數的極值。當一階導數等于零,而二階導數大于零時,為極小值點;當一階導數等于零,而二階導數小于零時,為極大值點;當一階導數、二階導數都等于零時,為駐點。