1. 求一阶和二阶导数,并证明第一个关系式以求出常数 A
已知 y=an3x。
对 x 求一阶导数:
dxdy=3sec23x
再求二阶导数:
dx2d2y=3⋅2sec3x⋅(3sec3xtan3x)=18tan3xsec23x
将 y=tan3x 和 sec23x=31dxdy 代入二阶导数表达式中:
dx2d2y=18y(31dxdy)=6yextdxdy
对照题干形式 dx2d2y=Ayextdxdy,得常数 A=6。
2. 对二阶导数关系式求导,得到三阶导数表达式
由前一问结论,有 dx2d2y=6yextdxdy。
对等式两边关于 x 继续求导(使用乘积法则):
dx3d3y=dxd(6yextdxdy)=6[extdxdy⋅extdxdy+y⋅extdx2d2y]=6(extdxdy)2+6yextdx2d2y
3. 对三阶导数表达式再次求导,推导四阶导数关系式并求出常数 B 和 C
对三阶导数表达式关于 x 再次求导:
dx4d4y=dxd[6(extdxdy)2+6yextdx2d2y]
应用链式法则与乘积法则展开:
dx4d4y=6⋅2(extdxdy)extdx2d2y+6(extdxdyextdx2d2y+yextdx3d3y)
合并同类项:
dx4d4y=12extdxdyextdx2d2y+6extdxdyextdx2d2y+6yextdx3d3y=18extdxdyextdx2d2y+6yextdx3d3y
对照题干形式 dx4d4y=Bextdxdyextdx2d2y+Cyextdx3d3y,得常数 B=18,C=6。
AnswerA=6, B=18, C=6