kaoyan3basic 高等数学 第40题

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📝 题目

### 第40题 40 设 $\displaystyle f(x)=\ln \frac{1-2 x}{1+3 x}$ ,则 $f^{\prime \prime \prime}(0)=$ $\_\_\_\_$ . □ □ □ □ □

💡 答案解析

**答案**:$\displaystyle \frac{\mathrm{d}^{2}y}{\mathrm{d}t^{2}}+a^{2}y=0$ **解析**:步骤1:令$x=\sin t$,则$\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}t}\cdot\frac{1}{\cos t}$,$\displaystyle \frac{\mathrm{d}^{2}y}{\mathrm{d}x^{2}}=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\left(\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right)\cdot\frac{1}{\cos t}=\frac{\mathrm{d}^{2}y}{\mathrm{d}t^{2}}\cdot\frac{1}{\cos^{2}t}-\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}t}\cdot\frac{\sin t}{\cos^{3}t}$。 步骤2:代入原方程:$\displaystyle (1-\sin^{2}t)\left(\frac{\mathrm{d}^{2}y}{\mathrm{d}t^{2}}\cdot\frac{1}{\cos^{2}t}-\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}t}\cdot\frac{\sin t}{\cos^{3}t}\right)-\sin t\cdot\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}t}\cdot\frac{1}{\cos t}+a^{2}y=0$,化简得$\displaystyle \frac{\mathrm{d}^{2}y}{\mathrm{d}t^{2}}+a^{2}y=0$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:化简f(x)表达式
利用对数性质,将f(x)拆分为两个对数之差:f(x)=ln(1-2x)-ln(1+3x)。
公式:ln(a/b)=ln a - ln b
提示:注意定义域:1-2x>0且1+3x>0,即x<1/2且x>-1/3。
步骤 2/5
目标:求一阶导数f'(x)
对f(x)=ln(1-2x)-ln(1+3x)求导,得f'(x)=(-2)/(1-2x) - (3)/(1+3x)。
公式:(ln u)' = u'/u
提示:注意复合函数求导,内层函数导数分别为-2和3。
步骤 3/5
目标:求二阶导数f''(x)
对f'(x)求导:f''(x)=(-2)*(-(-2))/(1-2x)^2 - (3)*(-3)/(1+3x)^2 = -4/(1-2x)^2 + 9/(1+3x)^2。
公式:(1/u)' = -u'/u^2
提示:注意符号:分母平方后,分子为原分子乘以内层导数的相反数。
步骤 4/5
目标:求三阶导数f'''(x)
对f''(x)求导:f'''(x)= -4 * (-2)*(-2)/(1-2x)^3 + 9 * (-3)*3/(1+3x)^3 = -16/(1-2x)^3 - 81/(1+3x)^3。
公式:同上
提示:注意常数系数和符号,最终两项均为负。
步骤 5/5
目标:代入x=0求f'''(0)
将x=0代入f'''(x):f'''(0)= -16/(1)^3 - 81/(1)^3 = -16 - 81 = -97。
提示:直接代入计算。

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