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文檔簡介

1、第一章函數、極限、連續第1節函數a) 反函數和原函數關于 y=x 對稱。b) 只有定義域關于原點對稱的函數才能討論奇偶性。c) 多個奇函數之和為奇函數;多個偶函數之和為偶函數。d) 2k 個奇函數的乘積是偶函數; 2k+1 個奇函數的乘積是偶函數;任意個偶函數的乘積還是偶函數。 (k=0,1,2.)。e)如果 f(x)是周期函數,周期為T,則 f(ax+b)也是周期函數,周期為|T/a| 。f) 基本初等函數包括:冪函數、指數函數、對數函數、三角函數、反三角函數。初等函數即上述五大類函數,以及它們有限次的四則運算與復合而成的函數。g) 一切初等函數在其定義域都是連續的。第2節極限a)左右極限存

2、在且相等極限存在。b)如果函數在 X0 極限為 A,則可以將函數改寫為f(X)=A+(x),其中 lim (x) = 0 。x x0(等價無窮?。ヽ)極限存在極限唯一。(極限唯一性)d) lim f (x) A ,且 A>0,則在 x 的鄰域, f(x)> 0。(保號性)x x 0e)函數 f(x)在點 x=x0 存在極限,則存在該點的一個去心鄰域U,在 Uf(x)有界。(有界性)f)當 limf(x)=A, limg(x)=B,那么lim(f(x)+g(x)=limf(x)+limg(x)=A+Blim(f(x)- g(x)=limf(x)- limg(x)=A- Blim(f(

3、x)*g(x)=limf(x)*limg(x)=A*Blim(f(x)/g(x)=limf(x)/limg(x)=A/Blimg(x)不等于 0lim(f(x)n=(limf(x)n=Anlim(f(x)g(x)=Ab(極限的四則運算)g) 有限個 無窮小 之和 仍然是無窮小。 有限個 無窮小 之積 仍然是無窮小。 無窮小和 有界量乘積仍然是無窮小。h) lim f ( x) =lg ( x )i.l=0 , f(x)=o(g(x).ii. l= , f(x) 是 g(x) 低階 .iii.0<l< 或 - <l<0 , l 1,同階 .iv. l=1 ,等價無窮小,記

4、作f(x) g(x).特別的,如果f ( x)lim g ( x) k =l(l 0) ,則稱 f(x)是 g(x) 的 k 階無窮小。i) 等價無窮小代換:x 0 時, x sinx tanx arcsinx arctanx ex-1 ln(1+x)1-cosx 1 x2= 1-cos x x2221 x -1 1 x = (1 x)-1 x2tanx-x 1 x33x-sinx 1x36特殊的, x 0 時 ax-1 xlnaj) 只有因子才能進行等價無窮小的代換。k) 要注重推廣形式。例如【 x 0 時, x sinx 】,如果當 x x0 時, f(x) 0,那么將原式中 x 換成 f

5、(x) 也成立。l) 求極限的方法:i. 利用函數的連續性(極限值等于函數值)。利用極限的四則運算性質。ii. 抓頭公式(處理多項式比值的極限)。1. 抓小頭公式。( x 0)2. 抓大頭公式。( x)(分子分母同除最高次項)(極限為【最高次項的系數比】)iii. 兩個準則:1. 夾逼準則2. 單調有界必有極限iv. 兩個重要極限:1.limsinx=1(利用單位圓和夾逼準則進行證明)x 0x112.lim (1) xelim (1 x ) x e(利用單調有界準則進行證明)xxx 0口訣:倒倒抄。(結合抓頭公式)v.無窮小的運算性質、等價無窮小的代換1. 有限個無窮小之和為無窮小。 有限個無

6、窮小之積為無窮小。 無窮小與有界量乘積為無窮小。2. 12 種等價無窮小的代換。vi. 左右極限:求分段函數分段點的極限值。vii. 利用導數的定義求極限。導數定義:增量比,取極限。構造出“增量比”的形式,則極限就是導數。viii. 定積分的定義求極限。(處理多項求和的形式)ix. 泰勒公式(?)()1.泰勒公式中系數表達式:?0( ?- ?) ?!02.當?=0 的時候,泰勒公式則稱為麥克勞林公式。0常用的麥克勞林公式:exsinxcosxln(x+1)(1+x)mx. 洛必達法則使用前提:( 1)分子分母都趨向于 0。( 2)分子分母的極限都存在。( 3)分子分母導數的比值為一個定值或為無

7、窮。第一層次00第二層次0* :轉換成 0 或 0- :通分化為0 (常用換元的方法求解)0第三層次1000?使用 ? 進行轉化。第 3節 連續與間斷a) 連續某點:極限值 =函數值函數在該點連續開區間:在該區間中每個點都是連續的,則在開區間連續。閉區間:開區間連續切在端點連續b) 間斷第一類間斷點(左右極限都存在)可去間斷點:左右極限相等跳躍間斷點:左右極限不相等第二類間斷點(左右極限至少有一個不存在)無窮間斷點:因趨于無窮而造成的不存在。振蕩間斷點:因振蕩而不存在。c) 初等函數的連續性i. 基本初等函數在相應的定義域連續。ii.區間 I 上的連續函數做四則運算形成的新函數在I 上仍然是連

8、續函數。iii. 連續函數經過有限次的復合仍為連續函數。iv. 原函數連續且單調,反函數必為連續且單調。v. 一切初等函數在相應定義區間連續。d) 閉區間連續函數的性質如果 f(x)在 a,b 連續,則:1. f(x)在 a,b 有界。2. 有最大最小值3. 介值定理4. 零點定理: f(a)*f(b)<0 , a、 b 之間必有零點。第二章一元函數微分學第 1節 導數與微分1 導數a) 導數定義:增量比,取極限。b)左導數和右導數存在且相等導數存在c) 函數在某點的導數值即函數在該點的切線的斜率。d)導數的物理意義:對路程函數中的t 求導為瞬時速度.etce) 導數的經濟意義:邊際成本

9、、邊際收益、邊際利潤。?f)函數的相對變化率(彈性):? ? (?)?g) 可導與連續的關系:可導必連續,連續不一定可導。h) 偶函數的導數是奇函數。2 微分微分定義:自變量?x 沿著切線方向的增量?y 。3 求導法則a) 導數微分表( 4 組 16 個)。b) 導數的四則運算。c) 反函數的導數:原函數導數的倒數。d) 復合函數求導法則。dydy?e) 參數方程求導: dx = dt / ?f)隱函數求導:左右兩側同時求導,y 當作 x 的函數處理。g) 對數求導法i.冪指函數:先將等式兩邊同時化為ln 的真數,再運用隱函數求導法則。ii. 連乘函數:先將等式兩邊同事化為 ln 的真數,變成

10、連加,再運用隱函數求導法則。4 高階導數a) 萊布尼茨公式:(?)=? (?) ( )( ?-?)(?)u(x)v(x)?=0? ? ?b) 反函數的二階導數: -c) 參數方程的二階導數:? (?)? 3() ? ?-? ?3(? )第 2節 微分中值定理1 羅爾中值定理條件:( 1) f(x)在 a,b 連續。( 2) f(x)在 (a,b)可導。( 3) f(a)=f(b) 。結論:在 a 和 b 之間必有一個值?使得 f (?)=0。幾何意義:在該條件下的函數,必可在在其區間找到一點使得切線斜率為0。引申 - 費馬引理y=f(x),若x0 為y=f(x)的極值點,則f 0(x)=0。2

11、 拉格朗日中值定理條件:( 1) f(x)在 a,b 連續。( 2)f(x) 在(a,b)可導。結論:在 a 和 b 之間必有一個值?使得 f (?)=?(?)-?(?)。?-?幾何意義: 在該條件下的函數, 必可在其區間找到一點使得切線斜率與端點連線斜率相等。拉格朗日中值定理是羅爾中值定理的推廣。證明:使用曲線減去兩端點連線得出一個函數,再對該函數應用羅爾中值定理。使用該定理的信號:要求證的式子中有一個端點處函數值之差。3 柯西中值定理條件:( 1) f(x)、 g(x)在 a,b 連續。( 2)f(x)、 g(x)在 (a,b)可導。且 g(x)0結論:在 a 和 b 之間必有一個值 ?使

12、得? (?) ?(?)-?(?)= ( )。? (?) ? ?-?(?)柯西中值定理是拉格朗日中值定理推廣。證明:使用參數方程, 將 f(x)和 g(x)作為參數表示。 證明過程與拉格朗日中值定理相同。使用該定理的信號:要求證的式子中有兩個端點處函數值之差。4 泰勒中值定理泰勒中值定理即帶有拉格朗日余項的泰勒公式。(?)(?0)( ?+1)( )( )?() ?) ?+1?-(?-?0? =?!?0+(?+1)!?=0拉格朗日中值定理是帶有拉格朗日余項的泰勒中值定理的特例。使用該定理的信號:高階導數。使用方法: ( 1)確認 n 的取值,一般根據高階導數的階數選取。 ( 2)確認 x0 的取值

13、,一般選取題中已知導數值的點。( 3)確認 x 的取值,一般為題中所給已知值的點或端點和極值點。第 3節 微分學的應用1 單調性、極值單調性:f (x)>0的區間, f(x)單調增的區間;f (x)<0的區間, f(x)單調減的區間。極值:極值點和導數為零的點沒有充要條件關系。可導函數 的極值點,對應的導數值為0。(費馬引理)駐點(導數為 0 的點)不一定是極值點。的鄰域, ?左右導數異號,則?是一個極值點。第一判定法:若在 ?000為駐點,且在?處, f(x)的二階導數存在。通過二階導數的符號進第二判定法: ?00行判定。2 最值(閉區間)最值可能出現在(1)極值點( 2)區間端

14、點。3 凹凸、拐點凹凸:視覺定位:俯視?+?f( ? ) +f ( ?)凸函數: f(? +?f( ? )+f ( ? )凹函數: f( 1 2 )1212)122222凹函數: f (x)>0凸函數: f (x)<0拐點:可能出現在f (x)=0或f 不(x)存在的點, 但不一定是 。4 漸近線水平漸近線:當f(x)趨向于 時,極限存在,則該極限為水平漸近線。鉛直漸近線:當f(x)趨向于 ?時,極限趨向于 ,則 ?為該函數的鉛直漸近線。00?(?)斜漸近線: 當 f(x)趨向于 時,f(x)-(kx+b)=0,則 (kx+b)為該函數的斜漸近線。 其中,k=,?( )?。b= l

15、im ? -?5 函數圖像的描繪利用極值點、拐點、與坐標軸交點、單調性、凹凸性、漸近線進行描繪。6 曲率2弧微分: ds= + ?)1(? ?曲率即:角度在單位弧長的變化。? ?/?|? |曲率: K= =23?/?2(1+(y )曲率半徑: =1?曲率圓:從弧上某點出發,向凹側沿法線方向移動的長度,即得到曲率圓的圓心。第三章一元函數積分學第 1節 不定積分(一) 定義1.F (x)=f(x),稱 F(x)為 f(x)的原函數。 F(x)+C ,=f(x)稱 F(x)+C 為 f(x)的原函數組。()( )2.?= ? + ?為 f(x)的不定積分。(二) 性質)( )()(1.? ?=?=

16、? + ? 2.?( ?)? =?(?) + ? = ?(?)()( )3.?= ?4.(?1( ?) ±?( ?) )?=?( ?)?± ?( ?)?2 1 2(三 ) 基本幾分公式24 個公式 =13(基本導數表)+11(常用公式)(四 ) 積分方法1.湊微分法(第一換元法)?( ?) ?( ?)?= ?( ?) + C有 13 個常用公式。2.換元法(第二換元法)-1?(?)?= ?(?) ?( ?) ?=F(t)+C=F? (?) + ?( ?) 可導且存在反函數。(根式換元、三角換元、倒代換)3.分部積分法?(?)?(?) = ?(?)?(?) - ?(?)?(?

17、)口訣:反對冪指三,誰先出現誰留下。第 2節 定積分(一 ) 定義:分割,近似,求和,取極限。幾何意義:曲線與x 軸所圍面積的代數和。(二 ) 性質:?1. ?( ?) ?= 0?2. ?(?)?= - ?(?)?()?3.( )?= ? ?)()?()?()4. (=?1? ±?2? ?1?± ?2?5.?()?()?( ?) ?= ?+ ?6.若 f(x) 0,xa,b ,則 ?(?)? 0?7.若 f(x) g(x) , xa,b ,則 ?(?)? ?( ?)?8.mf(x) M, xa,b ,則 m(b -a) ?(?)? M(b -a)?(三 ) 基本定理?1.積

18、分中值定理:f(x)在 a,b 連續,則在 a,b 中存在一點 ,使得 ?(x)?= ?( )(b- a)?常把 f( 稱)為積分平均值。2.變限積分:函數?變上限 ( x) = ?(?)?變下限 ( x) = ?( ?) ? (?)= ?(?) (?)= -?(?)?(?)( x) = ?(?)?( x) = ?(?) ?(?)?(?)( x) = ?(?) ?(?)3.牛頓 -萊布尼茨公式:() (?)= ? ? (?) (?)= -?( ?) ?(?) (?)= ?( ?) ?( ?) - ?( ?) ? (?)?( )?( ?) |?= ?( ?) - ?(?)F (x)=f(x)則

19、?=?第 3節 反常積分(廣義積分)定積分:( 1)有限區間。(2)區間有界。(一 ) 無窮區間上的廣義積分+( )?)(?= lim?,若極限存在,稱廣義積分是收斂的。若極限不存? + ?在,稱廣義積分是發散的。?( )?()?= lim ?,若極限存在,稱廣義積分是收斂的。若極限不存- ?-?在,稱廣義積分是發散的。+( )?( )+( )稱原廣義?= ?+ ?,若兩個廣義積分極限都存在,- - ?積分是收斂的。若至少有一個廣義積分極限不存在,稱原廣義積分是發散的。+ ?1-?當 P>0 時收斂,值為?常用公式: ?( ?> 0)?-1?。當 p>1 時發散。(二 ) 無

20、界函數的廣義積分(瑕積分)?f(x)在 a 點無界: ?( ?) ?=?不存在,稱積分發散。?lim ?(?)?,若極限存在,稱積分收斂。若極限?0+ ?+?-?( ),若極限存在,稱積分收斂。若極f(x)在 b 點無界: ?( ?) ?=lim+ ?0?限不存在,稱積分發散。?,若兩個廣義積分極限都存在,f(x)在 c 點無界: ?( ?)?= ?( ?) ?+ ?(?) ?稱原廣義積分是收斂的。若至少有一個廣義積分極限不存在,稱原廣義積分是發散的。第 4節 定積分的應用(一 ) 微元法: U1.確定變量x,確定 x 的圍 a,b 。2.dx Du=f(x)dx?3.U=?= ?(?)?(二

21、 ) 幾何問題1.面積:(1)直角坐標系?12()(2)極坐標系:S=?=? ? 2222?極坐標系轉化為直角坐標系:? =? + ? ,x = cos,y= sin ,= arctan?2.體積:?(1)截面面積已知的幾何體的體積:V=?= ?(?)? 2;繞 y 軸轉: V=?2( )?( 2 )旋轉體的體積:繞( )x 軸轉: V= ? ?V= 2?(?)?3.曲線的弧長?)2)2(1)參數方程:S=(dt?+ ? ?)2(dx(2)直角坐標系: S= 1+ ? ?)2()2(3)極坐標系:S=(d?+ ? ?(三 ) 物理問題運用微元法三步求解。第四章多元函數微分學第 1節 基本概念(

22、1)多元函數:二元函數: z=f(x,y)D 定義域幾何意義:曲面(2)二元函數的極限:趨向方式有無數種, 若不同趨向方式得到的極限不同,則極限不存在 (極限唯一性) 。( 3) 二元函數的連續極限值等于函數值,則函數在該點連續。閉區域上連續函數的性質:D 為閉區域, f(x,y)在 D 上連續,則:1. f(x,y) 在 D 上有界。2. 存在最大最小值。3. 可應用 介值定理 。4. 可應用 零點定理。第 2節 偏導數與全微分( 1) 偏導數: z=f(x,y)()對 x 的偏導數:lim?+?,?-?(?,?) ?=? 0?()對 y 的偏導數: lim?,?+?-?(?,?) ?=?

23、0?(?,?)?( ?,?) =?1)(?(?,?)?,? =2二階偏導數:若?()()()() ?( 2) 全微分: z=f(x,y)22若 ?=A?+B?+o(? + ? ) 則 z 可微。22?dz=Adx+Bdy+ o( ?+ ? )=?+dy?(3)偏導數與全微分的關系全微分存在 ? 函數連續全微分存在 ?、存在?可微、連續 ?(4)偏導數的計算直接計算:對不求導的變量當作常量處理(二元一元)。多元復合函數求導(鏈式法則)1.z=f(u,v)u=u(x,y)v=v(x,y)? ? ?= ? + ? ? ? ? ? ?= ? + ? ? ? ?畫樹狀圖找到求導路徑隱函數的偏導數左右同時

24、求導多元隱函數求導公式:?=-?=-?第 3節 多元函數微分學的應用(數二只要求極值、最值問題)(1)二元函數的極值問題(無條件)極值點: 可能是 一階偏導數為零或不存在的點。222判定極值點:當求出某點可能為極值點(? ? ? ?, ?、 ?、 ?。0= 20=0=20 ),帶入 ?0?2計算 ?0 - ?0 ?0。當其小于零:?0 > 0為極小值點?0 < 0為極大值點大于零:不是極值點等于零:無法判斷(2)條件極值先構造拉格朗日函數,再求各值的偏導數。( 3) 閉區域上的最值1. 先找極值。2. 邊界點(條件極值)。3. 比較,選出最大最小值。第五章重積分第 1節 二重積分(

25、1)幾何意義: f(x,y)>0,以 D 為底,以 f(x,y)為頂的曲頂柱體的體積。(2)計算()? (?)?( ?,?) ?a)直角坐標系下:? 2口訣:后積先定限?,?= ? (?)1()?(?)?( ?),?b)極坐標系下:先積r 后積 ? 2? ?,?= ?(?)1坐標系選擇:極坐標系:1. D:圓(環)、扇(環)22、?2.f(x,y): ? + ?除此之外一般選擇直角坐標系。第六章常微分方程第 1節 基本概念1. 常微分方程含未知函數的導數的方程。2. 階未知函數有幾階導,就是幾階的微分方程。3.解通解:含有任意常數的個數與階數相同。特解:通解中的任意常數確定。( ?-1 )(?0) =?-1初始條件: y(?0) =?0, ?(?0) =?1, ,?4.線性方程y 和 y 的各階導數都是以一次式出現的。第 2節 一階微分方程1. 可分離變量的微分方程:轉化:?=f(x)?g(x)? =?(?) ?(?)兩邊同時積分2. 齊次微分方程:如果?=f( ),那么設=u,則 y=x?u(x)?那么?=u(x)+x?帶入原方程得: u+x?=?=f(u) ?( )(可分離變量)?-

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