已知f(x)=xexf(x)= \dfrac {x}{e^{x}},f1(x)=f′(x)f_{1}(x)=f′(x),f2(x)=[f1(x)]′f_{2}(x)=[f_{1}(x)]′,……,fn+1(x)=[fn(x)]′f_{n+1}(x)=[f_{n}(x)]′,n∈N∗n∈N^{*},经计算得:f1(x)=1−xexf_{1}(x)= \dfrac {1-x}{e^{x}},f2(x)=x−2exf_{2}(x)= \dfrac {x-2}{e^{x}},那么f3(x)=f_{3}(x)= ___ 根据以上计算所得规律,可推出fn(x)=f_{n}(x)= ___ .

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完整解法

1. 求出 $f_3(x)$ 的解析式

已知 f2(x)=x−2ex=(x−2)e−xf_2(x) = \dfrac{x-2}{e^x} = (x-2)e^{-x},根据求导法则对 f2(x)f_2(x) 求导,可得 f3(x)f_3(x):

f3(x)=[f2(x)]′=(x−2)′e−x+(x−2)(e−x)′=e−x−(x−2)e−x=(3−x)e−x=3−xex\begin{aligned} f_3(x) &= [f_2(x)]' \\ &= (x-2)' e^{-x} + (x-2) (e^{-x})' \\ &= e^{-x} - (x-2)e^{-x} \\ &= (3-x)e^{-x} \\ &= \dfrac{3-x}{e^x} \end{aligned}

2. 通过观察、归纳,写出 $f_n(x)$ 的通项公式

观察已知的导函数:

  • f1(x)=1−xex=(−1)1(x−1)exf_1(x) = \dfrac{1-x}{e^x} = \dfrac{(-1)^1 (x-1)}{e^x}
  • f2(x)=x−2ex=(−1)2(x−2)exf_2(x) = \dfrac{x-2}{e^x} = \dfrac{(-1)^2 (x-2)}{e^x}
  • f3(x)=3−xex=(−1)3(x−3)exf_3(x) = \dfrac{3-x}{e^x} = \dfrac{(-1)^3 (x-3)}{e^x}

由此规律可归纳出通项公式:
fn(x)=(−1)n(x−n)exf_n(x) = \dfrac{(-1)^n(x-n)}{e^x}

答案

3−xex\dfrac{3-x}{e^x};(−1)n(x−n)ex\dfrac{(-1)^n(x-n)}{e^x}

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