瀉藥
講道理按題主文字表述,是不存在這樣的函式的。即,不存在一個函式的任意階導都是非零常數。因為如果函式的一階導是常數,那麼任意大於一階的高階導都是零。
題主是不是想問,“是否存在一個函式,在定義域內某一點的任意n階導數等於n”
答案是存在的。下面就構造這樣一個函式。
不妨假設 在 這點滿足“任意n階導數等於n”的性質。實際上,如果一個函式 在 點滿足該性質,則只要設 ,那麼 就在 這點滿足該性質。因此我們的假設不失一般性。
考慮到一個求導公式
很自然地就可以想到
也就是,函式 的n階導數等於n,但是這裡的n是個定值,並不滿足題目中的“任意n階導數等於n”。那麼構造這樣一個函式
假設這個表示式收斂並可逐項求導,那麼對 在 點求n階導,就等於對 展開式中每一項在 點求n階導,結果就是,x的次數不等於n的項求完導都等於零,只剩下x的次數等於n 的這一項求完導等於n,也就滿足了“任意n階導數等於n”的性質。
相信學過級數的同學一眼就能看出來
所以我們假設表示式絕對收斂是正確的。實際上,存在無窮多個滿足要求的函式,他們之間只差一個常數,因此最終得到的函式是
不妨從另一個角度驗證一下。回憶一下萊布尼茲公式
因此可以設 ,其中 ,代入到萊布尼茲公式,得到
如果函式 在 內可以展成泰勒級數,即
然後把 , , , , 代入得到
然後,顯然(如果有人說這裡還不是顯然的,恕我水平有限。。)
所以
這裡 可以取任意常數。
瀉藥
講道理按題主文字表述,是不存在這樣的函式的。即,不存在一個函式的任意階導都是非零常數。因為如果函式的一階導是常數,那麼任意大於一階的高階導都是零。
題主是不是想問,“是否存在一個函式,在定義域內某一點的任意n階導數等於n”
答案是存在的。下面就構造這樣一個函式。
不妨假設 在 這點滿足“任意n階導數等於n”的性質。實際上,如果一個函式 在 點滿足該性質,則只要設 ,那麼 就在 這點滿足該性質。因此我們的假設不失一般性。
考慮到一個求導公式
很自然地就可以想到
也就是,函式 的n階導數等於n,但是這裡的n是個定值,並不滿足題目中的“任意n階導數等於n”。那麼構造這樣一個函式
假設這個表示式收斂並可逐項求導,那麼對 在 點求n階導,就等於對 展開式中每一項在 點求n階導,結果就是,x的次數不等於n的項求完導都等於零,只剩下x的次數等於n 的這一項求完導等於n,也就滿足了“任意n階導數等於n”的性質。
相信學過級數的同學一眼就能看出來
所以我們假設表示式絕對收斂是正確的。實際上,存在無窮多個滿足要求的函式,他們之間只差一個常數,因此最終得到的函式是
不妨從另一個角度驗證一下。回憶一下萊布尼茲公式
因此可以設 ,其中 ,代入到萊布尼茲公式,得到
如果函式 在 內可以展成泰勒級數,即
然後把 , , , , 代入得到
然後,顯然(如果有人說這裡還不是顯然的,恕我水平有限。。)
所以
這裡 可以取任意常數。