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。在图形上,它主要表现函数的凹凸性。1

代数记法二阶导数记作 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。

几何意义(1)切线斜率变化的速度,表示的是一阶导数的变化率。

(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)。1

这里以物理学中的瞬时加速度为例:

根据定义有

可如果加速度并不是恒定的,某点的加速度表达式就为:

a=limΔt→0 Δv/Δt=dv/dt(即速度对时间的一阶导数)

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)

对于反函数设,则,应视为y的函数1

=(定义)

=

=(复合函数求导,x是中间变量)

=

=

所以,反函数的二阶导数不是原函数二阶导数的倒数。

性质(1)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。

(2)判断函数极大值以及极小值。

结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。

(3)函数凹凸性。

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]上的图形是的;

(2)若在(a,b)内f’‘(x)