15. Derivadas de orden superior
Definición 14 — Derivadas de orden superior.
Si es derivable, se define ; sucesivamente, . También se escribe .
Ejemplo29Derivadas sucesivas y un patrón
Calculemos las primeras derivadas de .
- 1.
- Primera derivada, con la regla de la potencia: .
- 2.
- Segunda: se deriva , no : .
- 3.
- Tercera: .
- 4.
- Se observa el patrón de signos y factoriales: .
Ejemplo30Uso de la fórmula de Leibniz
Calculemos la derivada de orden de .
- 1.
- Se toma y , de modo que .
- 2.
- Las derivadas de se agotan pronto: , y para ; por eso la suma de Leibniz solo tiene tres términos.
- 3.
- Como
para todo ,
la fórmula da
- 4.
- Simplificando los coeficientes binomiales: .
Ejercicio 16.1
Calcule la derivada que se indica.
- 1
- si.
- 2
- si.
- 3
- en si.
- 4
- si ,.
- 5
- si.
- 6
- si.