Derivadas de Orden Superior

Cálculo de una variable desde primeros principios

Si la primera derivada f′ te dice la pendiente, ¿qué te dice la derivada de la pendiente? Eso es la segunda derivada f″, y mide cómo cambia la pendiente, que es la concavidad del gráfico.

Sólo deriva dos veces. Para f(x) = x³: primero f′ = 3x², luego f″ = 6x. Puedes seguir (tercera, cuarta derivadas) cada una diferenciando la anterior.

El signo de f″ te dice hacia dónde se dobla la curva. Si f″ > 0la curva es cóncava hacia arriba: se dobla hacia arriba como una taza (∪), y la pendiente está aumentando. Si f″ < 0es cóncava hacia abajo: se dobla hacia abajo como un techo (∩), y la pendiente está disminuyendo. Donde cambia la concavidad es un punto de inflexión.

Dónde aparece en el MLLa segunda derivada es la semilla de dimensión 1 del matriz Hessiana, la tabla de todas las segundas derivadas usada en optimización de segundo orden (método de Newton) y para verificar si has encontrado un mínimo verdadero. La concavidad es exactamente convexidad (próximos temas): f″ ≥ 0en todos lados significa un único mínimo global y un paisaje de optimización fácil. Y el término de segundo…
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