Question

二阶导数有什么用的？可以用来证明什么？什么时候可能用到？

Answer 1

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。二阶导数记作y‘‘=d²y/dx²即y''=（y'）'。例如：y=x²的导数为y‘=2x,二阶导数即y’=2x的导数为y‘’=2。（1）切线斜率变化的速度（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）这里以物理学中的瞬时加速度为例:根据定义有a=（v'-v）/Δt=Δv/Δt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)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成立，那么上式的不等号反向。几何的直观解释：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。二阶导数是比较理论的、比较抽象的一个量，它不像一阶导数那样有明显的几何意义，因为它表示的是一阶导数的变化率。在图形上，它主要表现函数的凹凸性，直观的说，函数是向上突起的，还是向下突起的。定理：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]上的图形是凹的；（2）若在（a,b)内f’‘(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。若在定义域内一阶导数为0，则该点是原函数定义域内的极值点或拐点。 如在定义域内二阶导数为0，则该点内的极值点或拐点是一阶函数定义域。在一定情况下，二阶导数为0时的点，有可能为原函数的零点。

Answer 2

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。二阶导数是比较理论的、比较抽象的一个量，它不像一阶导数那样有明显的几何意义，因为它表示的是一阶导数的变化率。

追答

几何意义

（1）切线斜率变化的速度

（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）

这里以物理学中的瞬时加速度为例:

根据定义有a=（v-v）/Δt=Δv/Δt

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=d^2x/dt^2 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)=d^2y/dx^2=d(dy/dx)/dx (f(x)的二阶导数)

应用

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成立，那么上式的不等号反向。

几何的直观解释：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。