二次导数
(如果你不知道 导数 是什么,你应该先去看看!)
基本上,导数是函数上任何一点的坡度。
"二次导数" 是函数的导数的导数。所以:
- 先求函数的导数
- 再求结果的导数
我们时常用撇号来代表导数:f'(x)
二次导数是以两个撇号来代表:f''(x)
例子:f(x) = x3
- 导数是 f'(x) = 3x2
- 3x2 的导数是 6x,所以 f(x) 的二次导数是:
f''(x) = 6x
导数也可以用这样的标志: | dy | ,二次导数是这样的: | d2y |
dx | dx2 |
例子:(续)
上面的例子也可以写成:
y = x3
dy | = 3x2 |
dx |
d2y | = 6x |
dx2 |
距离、速度和加速度
一个常见的实例是距离、速度和加速度:
例子:自行车赛!
在自行车赛里,你的车速是 每秒 10米。
距离:是你走了多远。通常我们用字母 s 来代表距离(源自拉丁语 "spatium")。
我们用这些字母:
- 距离 (米):s
- 时间 (秒):t
速度: 是距离相对于时间 t 的改变 ……
…… 实际上就是距离相对于时间的一次导数:dsdt
你的速度是每秒 10m,所以dsdt = 10 m/s
加速度:你加速了!在两秒之内,你加速到 每秒 14m。
当你加速时,你的速度随时间改变。
所以 ds dt 随时间改变!
我们可以这样写: |
|
||
dt |
但是,通常是这样写的: d2s dt2
你的速度在 2 秒内增加了 4 m/s,所以 d2s dt2 = 42 = 2 m/s2
你的速度 每秒 改变了 2米每秒。
对了,"每秒" 用了两次!
用符号来写可以是 (m/s)/s,但通常写成 m/s2
(注意:在实际世界里,你的速度每一刻都在改变,但在这里我们假设你可以保持恒定的车速或加速度。)
所以:
测量 例子 |
||
距离:: | s | 100 m |
一次导数是速度: | ds dt | 10 m/s |
二次导数是加速度: | d2s dt2 | 2 m/s2 |
三次导数(加速度相对于时间的改变)叫 "变加速度、急动度或冲动度" …… !
来玩玩
在这里是一些常见函数的导数 f'(x) 和二次导数 f''(x):
注意函数的坡度是等于在画在其下面的导数。