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计算函数y=(2x+1)(x+1)^2的各阶导数

2026-11-02 6241

求解函数y=(2x+1)(x+1)^2的一阶、二阶和三阶导数,主要使用函数乘积和和的求导法则。

一、一阶导数: 使用乘积求导法得: y = (2x + 1)(x + 1)^2, 因此: y' = 2(x + 1)^2 + (2x + 1) * 2*(x + 1) = (x + 1)(2x + 2 + 4x + 2) = (x + 1)(6x + 4) = 6x^2 + 10x + 4。

使用和的求导法,先展开函数: y = (2x + 1)(x^2 + 2x + 1) = 2x^3 + 4x^2 + 2x + x^2 + 2x + 1 = 2x^3 + 5x^2 + 4x + 1, 因此一阶导数为: y' = 6x^2 + 10x + 4。

二、高阶导数: 由一阶导数得: y' = 6x^2 + 10x + 4, 进而: y'' = 12x + 10, y''' = 12,且当n≥4时,y(n) = 0。 因此,当导数阶数达到四阶以上时,结果均为零。

注:通常二阶及以上导数称为高阶导数。若设三阶导数为A,四阶导数为B,则B为A的高阶导数。对于此函数,可逐层求导以获得高阶导数,同时能够利用数学归纳法总结常见初等函数的n阶导数公式,并使用莱布尼兹法则求乘积的n阶导数。

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