正整數冪函數的導函數公式

怎樣找到導函數公式呢?原則上就是靠導數的極限定義,再配合極限的操作技巧來做。 舉一個最簡單的例子,就是常數函數 的導函數。常數函數在整個實數上都有定義,而對於任一個實數 x, 它所對應的導數是



因此,常數函數的導函數是零函數。


這個結果很符合直覺,因為常數函數沒有變化,它的變化率當然是零。

次簡單的例子,是線性函數 它也是在整個實數上都有定義,而對於任一個實數 x, 它所對應的導數是



因此,線性函數的導函數都是常數函數。


這個結果也很符合直覺,因為線性函數在每一處的斜率都是一樣的,都是 a

再其次簡單的例子,就是正整數冪次的冪函數 (此處 n 為正整數)。 利用二項式展開:



因此


以上式子,是一個 h 的多項式。因為它是連續函數, 所以求趨近於 0 的極限,就只要代入 h = 0 就行了。 也就是


所以


這個公式在牛頓和萊布尼茲之前,就給巴斯卡 (Pascal) 發現了。 我們都知道巴斯卡重新發現了所謂的楊輝三角, 而楊輝三角上面的整數,就是二項數。我們不難猜想, 巴斯卡很熟悉二項展開的公式。

習題

  1. 請寫出


  2. 請問
  3. 請問
  4. 請問


  5. 請問



Created: Oct 18, 1999
Last Revised: Aug 4, 2001
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