複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

萊布尼茨公式

(求導法則中的Leibniz公式)

鎖定
萊布尼茨法則,也稱為乘積法則,是數學中關於兩個函數的積的導數的一個計算法則。
中文名
萊布尼茨公式
外文名
Leibniz formula
別    名
乘法法則
表達式
(uv)’=u'v+v'u
提出者
萊布尼茨(Gottfried Leibniz)
適用領域
導數
應用學科
高等數學

萊布尼茨公式基本信息

不同於牛頓-萊布尼茨公式(微積分學),萊布尼茨公式用於對兩個函數的乘積求取其高階導數 [1] 
一般的,如果函數
與函數
在點
處都具有
階導數,那麼此時有
也可記為:
其中,
組合數
,
.

萊布尼茨公式利用面積推導

假設
fgx點可導。那麼:
萊布尼茨公式 萊布尼茨公式
以下的差
萊布尼茨公式 萊布尼茨公式
是圖中大矩形的面積減去小矩形的面積。
萊布尼茨公式 萊布尼茨公式
這個區域可以分割為兩個矩形,它們面積的和為:
因此,(1)的表達式等於:
易得(4)的表達式等於:
因為當wx時,f(x)不變;
因為gx點可導;
因為fx點可導;以及
因為gx點連續(可導的函數一定連續)。
可以得出結論,(5)的表達式等於:

萊布尼茨公式推導過程

如果存在函數
,且它們在點x處都具有n階導數,那麼顯而易見的,
處也具有
階導數,且
至於
階導數則較為複雜,按照基本求導法則和公式,可以得到:
…………
運用數學歸納法可證 [2] 
上式便稱為萊布尼茨公式(Leibniz公式)

萊布尼茨公式主要區別

由於名稱相似,不少人將牛頓-萊布尼茨公式與萊布尼茨公式相混淆,事實上他們是兩個完全不同的公式。
牛頓-萊布尼茨公式是微積分學中的一個重要公式,它把不定積分與定積分相聯繫了起來,也讓定積分的運算有了一個完善、令人滿意的方法。其基本形式為
而萊布尼茨公式是導數計算中會使用到的一個公式,它是為了求取兩函數乘積的高階導數而產生的一個公式。
二者存在本質上的區別。

萊布尼茨公式相關人物

弗裏德·威廉·萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646年—1716年),德國哲學家、數學家,和牛頓先後獨立發明了微積分。有人認為,萊布尼茨最大的貢獻不是發明微積分,而是微積分中使用的數學符號,因為牛頓使用的符號普遍認為比萊布尼茨的差。他所涉及的領域及法學、力學、光學、語言學等40多個範疇,被譽為十七世紀的亞里士多德
參考資料
  • 1.    同濟大學數學系.高等數學(第六版上):高等教育出版社,2007:102-102
  • 2.    嚴忠,劉之行,楊愛琴.高等數學:中國科技大學出版社,2010:92-93