莱布尼茨公式

莱布尼茨公式

莱布尼茨提出的数学公式
莱布尼茨法则,也称为乘积法则,是数学中关于两个函数的积的导数的一个计算法则。
    中文名:莱布尼茨公式 外文名:Leibniz formula 提出者:莱布尼茨(Gottfried Leibniz) 应用学科:高等数学 别名:乘法法则 表达式:(uv)’=u'v v'u 适用领域:导数

基本信息

不同于牛顿-莱布尼茨公式(微积分学),莱布尼茨公式用于对两个函数的乘积求取其高阶导数,

一般的,如果函数与函数在点处都具有阶导数,那么此时有

也可记为:

其中,为组合数,

利用面积推导

假设

且f和g在x点可导。那么:

以下的差

是图中大矩形的面积减去小矩形的面积。

这个区域可以分割为两个矩形,它们面积的和为:

因此,(1)的表达式等于:

易得(4)的表达式等于:

因为当w→x时,f(x)不变;

因为g在x点可导;

因为f在x点可导;以及

因为g在x点连续(可导的函数一定连续)。

可以得出结论,(5)的表达式等于:

.

推导过程

如果存在函数,且它们在点x处都具有n阶导数,那么显而易见的,

处也具有阶导数,且

至于阶导数则较为复杂,按照基本求导法则和公式,可以得到:

…………

运用数学归纳法可证

上式便称为莱布尼茨公式(Leibniz公式)

区别

由于名称相似,不少人将牛顿-莱布尼茨公式与莱布尼茨公式相混淆,事实上他们是两个完全不同的公式。

牛顿-莱布尼茨公式是微积分学中的一个重要公式,它把不定积分与定积分相联系了起来,也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法。其基本形式为

而莱布尼茨公式是导数计算中会使用到的一个公式,它是为了求取两函数乘积的高阶导数而产生的一个公式。

二者存在本质上的区别。

相关人物

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨

弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646年—1716年),德国哲学家、数学家,和牛顿先后独立发明了微积分。有人认为,莱布尼茨最大的贡献不是发明微积分,而是微积分中使用的数学符号,因为牛顿使用的符号普遍认为比莱布尼茨的差。他所涉及的领域及法学、力学、光学、语言学等40多个范畴,被誉为十七世纪的亚里士多德。

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