1/(4x^2-1)在x=0处的高阶导数
时间: 2024-05-24 21:13:54 浏览: 199
可以利用幂级数展开来求解。将1/(4x^2-1)展开成幂级数的形式,得到:
1/(4x^2-1) = 1 - 4x^2 + 16x^4 - 64x^6 + ...
在x=0处求取n阶导数时,只需要将等式右侧的表达式求取x^n的系数即可。由于该幂级数的通项公式中没有(2n)!的因子,因此只需要考虑x的偶次幂。我们可以发现,当n为偶数时,x^n的系数为(-1)^(n/2) * (2n-1)!! / 4^n,其中(2n-1)!!表示奇数的阶乘。
因此,在x=0处的高阶导数为:
f^(n)(0) = n! * (-1)^(n/2) * (2n-1)!! / 4^n (n为偶数)
例如:
f''(0) = 2! * (-1)^(2/2) * (2*2-1)!! / 4^2 = 3/8
f^(4)(0) = 4! * (-1)^(4/2) * (2*4-1)!! / 4^4 = -15/16
注意,当n为奇数时,x^n的系数为0,因此在此处的高阶导数为0。
相关问题
1/(4x^2-1)的高阶导数
好的,让我来帮你计算一下。我们可以使用泰勒公式,将函数展开成无限幂级数的形式,然后求出其高阶导数。具体地,我们有:
1/(4x^2-1) = 1/2 * [1/(2x-1) - 1/(2x+1)]
将每一个分式展开成泰勒级数,得到:
1/(2x-1) = ∑[2n!/(n!)^2] * (x-1/2)^n / 2^n
1/(2x+1) = ∑[(-2)^n * 2n!/(n!)^2] * (x+1/2)^n / 2^n
将上面两个级数代入到原函数的式子当中,得到:
1/(4x^2-1) = ∑[2^(2n-1)/(n!)^2] * (x-1/2)^n - ∑[2^(2n-1)/(n!)^2] * (x+1/2)^n
对这个式子求高阶导数,我们需要用到二项式定理,得到:
d^n/dx^n [1/(4x^2-1)] = ∑[2^(2n-1)/(n!)^2] * (-1)^n * (n choose k) * (x-1/2)^(n-k) * (x+1/2)^k
其中,(n choose k) 是组合数,表示从 n 个元素中选出 k 个元素的不同组合方式数目。
希望这个答案能够帮助你解决问题!
matlab实现 1、已知多项式a(x)=x2+2x+3,b(x)=x*+4x2+5x+6,求a(x)=0的根和a(x)·b(x)的微分。
在MATLAB中,你可以使用`roots`函数来找到多项式的零点,也就是方程`a(x)`=0的根,使用`polyder`函数计算两个多项式的乘积的导数。以下是步骤:
1. **寻找多项式`a(x)`的零点**:
```matlab
syms x % 定义变量x为符号类型
a = x^2 + 2*x + 3; % 定义多项式a(x)
zeros_a = roots(a); % 使用roots函数计算a(x)的根
```
运行上述代码后,`zeros_a`将是一个向量,包含多项式`a(x)`的所有实根。
2. **计算`a(x)`和`b(x)`的乘积及其导数**:
```matlab
b = x + 4*x^2 + 5*x + 6; % 定义多项式b(x)
ab_product = a * b; % 计算两者的乘积
% 对乘积求导,得到a(x)b(x)的导数
ab_derivative = diff(ab_product, x); % 使用diff函数对x求导
```
现在`ab_product`包含了`a(x) * b(x)`的结果,而`ab_derivative`则是它的导数值。
请注意,`polyder`默认考虑的是连续函数的一阶导数,如果你需要更高阶的导数,可以指定额外的输入参数,如`diff(ab_product, 2)`表示二阶导数。
阅读全文