假如一个点始终是静止着的,那么它的速度便是零,于是导数也就等于零。
反过来,假如导数,或是说速度,它等于零,我们就可以断定那个点是静止的。
跟着这个推论,比如已经知道了一种运动的法则,我们想要找出这运动着的点归到静止的时间,我们只要找出什么时候,它的导数等于零,那就成了。
随便举个例子来说,假设有一个点,它的运动法则是:
d=t2-5t
由以前讲过的例子,t2的导数是2t,而5t的导数是5,所以:
d'=2t-5[10]
就是这个点的速度,在每一刹那t间是2t-5,若要问这个点什么时候得到静止,只要找出什么时候它的速度等于零就行了。但是,它的速度就是这运动的导数d'。所以若d'等于零时,这个点就是静止的。我们再来看d'怎样才等于零。它既等于2t-5,那么2t-5若等于零,d'也就等于零。因此我们可以进一步来看2t-5等于零需要什么条件。我们试解下面的简单方程式:
2t-5=0
解这个方程式的法则,我相信你没有忘掉,所以我只简洁地回答你,这方程式的根是2。5。假如t是用秒做单位的,那么,便是两秒半钟的时候,d'等于零,就是那个点,在开始运动后两秒半钟归于静止。
现在,我们另外讨论别的问题,假如那点的运动是匀速的,那么,导数或是说速度,它是一个常数。因此,它的加速度,或是说它的速度的变化,便等于零,也就是二阶导数等于零。一般的情况,一个常数的导数总是等于零的。
又可以掉过话头来说,假如有一种运动法则,它的二阶导数是零,那么它的加速度自然也是零。这就是表明它的速度老是一个样子没有什么变化。从这一点,我们可以知道,一个函数,若它的导数是零,它便是一个常数。
再继续着推上去,若是加速度或二阶导数,不是一个常数,我们又可以看它有什么变化了。要知道它的变化,我们不必用别的法子,还是找它的导数。这一来,我们却得的是三阶导数。在一般的情形当中,这三阶导数也不一定就等于零的。假如,它还不是一个常数,它就可以有导数,这便成第四次的了。照这样可以尽管推下去,我们不过连续地重复用那导数法罢了。无论第几次的导数,都是表示它前一次的函数的变化。
从这样看,关于函数变化的研究是可以穷追下去没有底的。导数不但可以二阶、三阶的,简直可以有无限阶的。这全看那些数的气量怎样,只要它不是被我们追过几次便板起脸孔,死气沉沉地成了一个常数,我们就可以追过不憩。
[8]旧制一斤合十六两,半斤即为八两。
[9]现在:指作者所处的20世纪三四十年代。
[10](作者原注)这个式子也可以直接计算出来:
∵d=t2-2t
d+?d=(t+?t)2-2(t+?t)
∴?d=(t+?t)2-2(t+?t)-d
=(t+?t)2-2(t+?t)-(t2-2t)
=(t2+2t?t+?t2)-2t-2?t-(t2-2t)
=2t?t-2?t+?t2