莱布尼茨公式,也称为乘积法则,是由德国数学家莱布尼茨(Gottfried Leibniz)提出的数学中关于两个函数的积的导数的一个计算法则。公式表达式为:
\[
(uv)' = u'v + uv'
\]
其中,\( u \) 和 \( v \) 是两个可导函数,\( u' \) 和 \( v' \) 分别表示 \( u \) 和 \( v \) 的一阶导数。
莱布尼茨公式在求解两个函数乘积的高阶导数时非常有用,可以帮助我们简化计算过程。例如,如果函数 \( u = u(x) \) 与函数 \( v = v(x) \) 在点 \( x \) 处都具有 \( n \) 阶导数,那么根据莱布尼茨公式,有:
\[
(uv)^{(n)} = u^{(n)}v + nu^{(n-1)}v' + \frac{n(n-1)}{2}u^{(n-2)}v'' + \cdots + uv^{(n)}
\]
这个公式也可以写成:
\[
(uv)^{(n)} = \sum_{k=0}^{n} C_n^k u^{(n-k)} v^{(k)}
\]
其中,\( C_n^k \) 是组合数,表示从 \( n \) 个元素中选取 \( k \) 个元素的组合数。
莱布尼茨公式在数学分析和工程领域有广泛应用,是微积分学中的一个重要工具。它与牛顿-莱布尼茨公式不同,后者主要用于计算定积分。