AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1208

Условие

Найти общее выражение для производной порядка \(\displaystyle{n}\) от функции \(\displaystyle{y=\log_{a}x}\).

Решение

В задаче 1207 была получена такая формула:

\[ \left(\ln(ax+b)\right)^{(n)} =\frac{(-1)^{n-1} a^{n} (n-1)!}{(ax+b)^n} \]

Подставляя в данную формулу \(\displaystyle{a=1}\), \(\displaystyle{b=0}\), получим:

\[ \left(\ln{x}\right)^{(n)} =\frac{(-1)^{n-1} (n-1)!}{x^n} \]

С учётом вышеизложенного, для функции \(\displaystyle{y=\log_{a}x}\) будем иметь:

\[ y^{(n)} =\left(\frac{\ln{x}}{\ln{a}}\right)^{(n)} =\frac{1}{\ln{a}}\cdot\left(\ln{x}\right)^{(n)} =\frac{(-1)^{n-1} (n-1)!}{\ln{a}\cdot{x}^n} \]

Ответ:

\(\displaystyle{y^{(n)}=\frac{(-1)^{n-1} (n-1)!}{\ln{a}\cdot{x}^n}}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №3Производная и дифференциал. Дифференциальное исчисление
Параграф №5Повторное дифференцирование
Задача №1037