Производные высших порядков
Производные порядка выше первого называются производными высших порядков.
Рассмотрим явно заданную функцию 
 .
Производная этой функции 
 – функция, зависящая от 
 . Если функция 
 дифференцируема, то её производная называется производной второго порядка и обозначается 
 или 
 .
Следовательно, 
 .
Производная от производной второго порядка, если она существует, называется производной третьего порядка и обозначается 
 
 . Следовательно, 
 .
Производной n-го порядка (или n-й производной) называется производная от производной 
 порядка:
 .
Начиная с производной четвертого порядка, производные обозначают римскими цифрами или числами в скобках ( 
 или 
 – производная пятого порядка).
Пример. Найти производную 
 -го порядка от функции 
 .
Решение:
 ,
 ,
 ,
 ,
…………….,
 .
Ответ: 
 .
Рассмотрим функцию  
 заданную неявно в виде уравнения  
 .
Первую производную от неявной функции можно найти по формуле 
 . Так как первая производная 
 выражается через неявную функцию, то при её повторном дифференцировании нужно учитывать, что 
 .
Пример. Найти производную второго порядка от функции 
 .
Решение: Дифференцируем уравнение 
 по 
 .
 
 . Далее имеем:
 .
Ответ: 
 .
Рассмотрим функцию  
 заданную параметрически:

Как известно, первая производная 
 находится по формуле 
 .
Найдем вторую производную от функции заданной параметрически. Из определения второй производной и формулы 
 следует, что
 , т.е.
 . (2.4.1)
Аналогично получаем 
 …, 
 и т.д.
Пример. Найти производную второго порядка от функции

Решение: 
 .
Тогда по формуле (2.4.1) 
 .
Ответ: 
 .
Пусть материальная точка 
 движется прямолинейно по закону 
 . Как уже известно, производная 
 равна скорости точки в данный момент времени: 
 .
Пусть в момент времени 
 скорость точки равна 
 , а в момент 
 – скорость равна 
 , т.е. за промежуток времени 
 скорость изменилась на величину 
 .
Отношение 
 выражает среднее ускорение движения точки за время 
 . Предел этого отношения при 
 , называется ускорением точки 
 в данный момент времени 
 и обозначается 
 : 
 , т.е. 
 .
Но 
 . Поэтому 
 , т.е. 
 .
Таким образом, вторая производная пути по времени есть величина ускорения прямолинейного движения, т.е.
 .
Рассмотрим функцию двух переменных, заданную в явном виде 
 . Её частные производные 
 и 
 являются также функциями двух переменных 
 и 
 . Следовательно, от них снова можно взять частные производные по 
 и по 
 :

 ,
 ,

Аналогично определяются частные производные третьего, четвертого и т.д. порядков. Так,
 
 .
Частная производная второго или более высокого порядка, взятая по различным переменным, называется смешанной частной производной. Таковыми являются, например,
 , 
 , 
 .
Пример. Найти частные производные второго порядка функции 
 .
Решение:
Так как 
 и 
 , то
 ,
 ,
 ,
 .
Оказалось, что 
 . Этот результат не случаен. Имеет место теорема.
Теорема 1. Если частные производные высшего порядка непрерывны, то смешанные производные одного порядка, отличающиеся лишь порядком дифференцирования, равны между собой.
В частности, для 
 имеем: 
 .