三階導數或更多階有事麼實際含義呢?
一階導數可以表示函數的增減趨勢,二階可以表示變化的變化速率凹凸性質,那麼三階更多階有事麼實際含義呢?
一階:斜率
斜率向上為+,向下為?,水平為0(極值點)
二階:斜率的變化方向
斜率逆時針旋轉為+,順時針為?,不動為0(拐點)
三階:斜率變化的速度
斜率加速旋轉為+,減速為?,勻速為0
四階:斜率變化的加速度
斜率加速旋轉變化上升為+,下降為?,不變為0
五階:斜率變化加速度的方向
同上,再加一級
六階:斜率變化加速度方向變化的快慢
同上,再再加一級
……以此類推
就是對上一級變化的變化率的變化( ?? ?)
(我是這麼理解的- -)
幾何意義(函數圖像)
一階導:正表增;負表減。
二階導:正表下凸,一階導增,增得越來越快/減得越來越慢;負表上凸,一階導減,增得越來越慢/減得越來越快。
三階及以上的導數,幾何意義太抽象了,大致理解如下:
三階導正,二階導增,下凸越來越厲害,上凸越來越弱;
四階導正,三階導增,下凸增強的速率越來越大。。。
這後面離生活中的幾何直觀太遠了,所以很難理解,就和四維空間或高維空間類似。高階導主要用於純理論分析,如泰勒展開。
物理意義(位移對時間的導數)
物理中,位移對時間的導數,一階導為速度,二階導為加速度,三階導為加加速度/急動度/力變率,四階導為加加加速度/痙攣度。
力變率可以反映人們的舒適程度。加速度/力恆定時,顯然比力變化時更舒適。人們看見速度,感受加速度,厭惡急動度。
四階導及以上就真的很罕見了。
我們成功控制了房價增長過快的趨勢
剛剛數學課pre做了這個題目
自己想了一下
首先是位移對時間的三階導:急動度
急動度並不只單純是一個概念……實際意義是作為評判乘客舒適程度的指標,應用於無人駕駛汽車的速度控制、體育運動員的爆發力測試等方面
其次是物理中平衡點穩定性的判斷,勢能二階導大於0是穩定平衡,二階導的值可以用來求微小擾動下振動頻率等;小於0不穩定平衡
數學上的應用包括但不限於泰勒展開(yyds)、判斷一個多項式是否有重因式
(總感覺忘了什麼……)
謝邀
從簡單的實用意義上來講,總可以將「n階導數是n-1階導數的導數」這樣的概念用起來,一階導數用來研究f(x)了,那怎麼研究f`(x)呢?慢慢遞推下去。又或者是Taylor公式會把一大堆導數拿出來給你看,擺明一個f(x)可以被各階導數逼近成什麼樣。更或者偏技巧性一點,滿足一些條件的話可以得到f在某些點處bulanbula的性質。
單純從數學的角度來看,從A衍生出來的東西不一定都要與A高度相關或者一定要對A有特別深刻的幾何解釋,代數解釋等等之類的作用。n階導數一定在刻畫著f(x)的某一個性質嗎?也許有,但是更有可能會trivial,讓人看都不想看。很多帶n的東西是對某一個單次概念的推廣而已,進而去完整補充一整套理論體系,就比如n次導數是從1次推廣而來,R^n空間是由R^1推廣而來,但絕不能因為個人感受不到R^4的存在而否認R^n的意義。
泰勒展開需要無窮階導數來逼近需要的值
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