大学微积分l知识点总结(一)
大学微积分l知识点总结 【第一部分】大学阶段准备知识 1、不等式: ab 扩展:若有柯西不等式:设a1、a2、...an,b1、b2、...bn 均是实数,则有: 时取等号为常数, f(x)具有对称性。口诀:“内同表示周期性,内反表示对称性” 2、周期性 双向不等式:两侧均在ab0 或ab0 时取等号 f(x)的图像关于((a+b)/2,c/2)对称4、函数图象同时具备两种对称性,即两条对称轴,两个对称中心,一条对称轴 和一个对称中心,则函数必定为周期函数,反之亦然。 (1)若f(x)的图像有两条对称轴x=a 和x=b,则f(x)必定为周期函数,其 中一个周期为2|b-a|。 (2)若f(x)的图像有两个对称中心(a指数函数求导,0)和(b,0),(ab),则f(x) 必定为周期函数,其中一个周期为2|b-a|。 (3)若f(x)的图像有一个对称轴x=a 和一个对称中心(b,0),(ab), 则f(x)必定为周期函数,其中一个周期为4|b-a|。 3、三角函数 余割倒数关系: tan cos sin cot sin cos 平方关系: sin sin sin cosa cos cos sin cos sin cos cos cos sin sin cos sin tan tan cosA cos sin cos cos ,其中证明: sin 4、数学归纳法数学上证明与自然数 有关的命题的一种特殊方法,它主要用来研究与正整数有关的数学问题,在高中数学中常用来证明等式成立和数列通项公式成立。
例如:前n 个奇数的总和是n ,那么前n个偶数的总和是:n 属于所有正整数时一个表达式成立,这种方法由下面两步组成: 递推的基础:证明当n=1时表达式成立 递推的依据:证明如果当n=m时成立,那么当n=m+1 时同样成立 (1)第一数学归纳法 证明当 取第一个值n0 时命题成立,n0 对于一般数列取值为 也有特殊情况假设n=k(kn0,k 为自然数)时命题成立,证明当n=k+1 时命题也成立 (2)第二数学归纳法 对于某个与自然数有关的命题P(n) 验证n=n0 时P(n)成立 假设n0n<k 时P(n)成立,并在此基础上,推出P(k+1)成立 (3)倒推归纳法 验证对于无穷多个自然数n 命题P(n)成立 假设P(k+1)成立,并在此基础上,推出P(n)成立 (4)螺旋式归纳法 对两个与自然数有关的命题 验证n=n0 时P(n)成立 假设 P(k)(k>n0)成立,能推出 Q(k)成立指数函数求导,假设 Q(k)成立,能推出 P(k)成立。 5、初等函数的含义 概念:初等函数是由幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数与常 数经过有限次的有理运算以及有限次数函数复合所产生,并且能用一个解析式表 示的函数。
【有理运算:加、减、乘、除、有理数次乘方、有理数次开方】【基本初等函数:对数函数、指数函数、幂函数、三角函数、反三角函数】 6、二项式定理:即二项展开式,即(a+b) 称为二次项系数其中 项,它是第叫做二次项展开式的通 其中,7、高等数学中代换法运用技巧 倒代换 把原式中的一个变元或原式中的一部分用另一个变元的倒数来代替,此种方法被 称为“倒代换”法 增量代换 若题目中已知x>m,则引入辅助元x=m+a(a>0),再将辅助元代入题中解题。 此种代换方法称为“增量代换法” 三角代换 lim8、其他一些知识点 不是正数,不是负数。是自然数。0是偶数,偶数分为:正偶数、负偶 (2)正偶数称为“双数”(3)正常数:常数中的正数 (4)质数:又称“素数”。一个大于 和它自身以外,不能被其他自然数整除的数,否则称为“合数”。最小的质(素)数是 既不是素数,也不是合数。 (5)exp:高等数学中,以自然对数e 为底的指数函数 (6)在数学符号中,sup 表示上界;inf 表示下界 (7):表示恒等于 的阶乘是1.阶乘是一个递推定义,递推公式为:n!=n(n-1)!因为 【第二部分】函数与极限常用结论(等价无穷小很重要) 为初等函数,又称“幂指函数”,e即根据此公式得到,e 2.718 列举一些趋向于0的函数: 柯西极限存在准则:柯西极限存在准则又叫柯西收敛原理。
给出了极限收敛的充分必要条件是: 对于任意给定的正数ε,存在这样的正整数N,使得当m>N,n>N 时就有|xn-xm| <ε。这个准则的几何意义表示,数列{Xn}收敛的充分必要条件是:该数列中足 够靠后的任意两项都无限接近。 夹逼定理的两个条件:左右极限存在;左右极限相等 【极限计算的技巧总结(不包含教材介绍的方法以及公式):】 (1)洛比达法则 设函数f(x)和F(x)满足下列条件: (2)等价无穷小一般要将变量的取值变为趋向于0 的代数式,如x—,令t=1/x 无穷小的概念: 高阶无穷小:当 时,如果lim(B/A)=0,就说B 高阶的无穷小低阶无穷小:当 时,如果lim(B/A)=,就说B 的同阶非等价无穷小等价无穷小:lim (B/A)=1,就说B 的等价无穷小(3)斯托尔茨定理 设数列 是连续函数:(5)求两个数列之商的极限,在两数列都具有高次项的情况下,可以直接比较 最高次项而忽略较低次项,该原理仅仅限于无穷数列,对于有穷数列不能直取。 (6)分母趋近于0,而分子不为0,其极限不存在或无穷 所以证明: 、或者 cos、 cos(9)在求极限的过程中如果遇到n 次项等高次项而无法解题时,一般可以通过 借助 进行消去高次项的运算,有的也可以使用泰勒公式。
(10)计算极限时出现出现 anx或者 sin(sinx的形式,应用泰勒公式计算。 (11)三个重要的结果 解题思路:函数的连续性和间断点问题 (1)如何讨论并确定函数的连续性? 若该函数是初等函数,则该函数在其定义域区间均连续 若是一元函数,则可对其求导,其导数在某点上有意义则函数在该点必然连续 (可导必连续) 求助极限,函数在该点极限等于函数在该点函数值,计算时注意左右极限 (2)间断点问题 间断点的分类: 在区间断点,则函数 上仅有有限个第一类间 在区间 如果函数 断点 的第二类间 称为函数 不存在时, 的左右极限至少有一个 存在左右极限均 第一类间断点的特点是 点统称第一类间断点。 可去间断点和跳跃间断 称为跳跃度 的跳跃间断点, 为函数 已经不是原函数。处连续,此时 充定义或改变的可去间断点,只需补 为函数 可去间断点。若 上,存在定义在集合 不一致连续:设函数 的绝对值就可以任意地分靠近,相应函数值差 位置怎样,只要二者充 中的两点定义表明,无论 上一致连续。 定义在集合:设函数 一致连续(均匀连续) 充要条件【第三部分】导数与微分 法线斜率和切线斜率相乘等于-1(切线与法线垂直) 反函数求导:反函数导数原函数导数=1或写成: dydx dxdy 的求导方法特殊复合函数: vu´ln 转化y=f(x)亦称为“零阶导数”(函数的零阶导数就是其本身) 隐函数:F(x,y)=0,y=f(x)带入即可得到F【x,f(x)】=0,满足该恒等 式即为隐函数 国际数学通用标记: 易错点:求导时,不能将y与f(x)等同。
二者导数未必一致 【带有绝对值的函数该如何求导?】 带有绝对值的函数脱掉绝对值符号后是一个分段函数,应当分段求导。特别应注 意的是,分段点的导数严格来讲,应当按定义来求。 【经典题型总结】 的时候处处可导不等于 所以函数在 dtdy dxdy dxdy 方程化成如下的形式:证明可将 为常数)中令 )在方程 dtdy dt dx dt dy dx dt dt dy dx dtdy dx dt dt dy dx dy dtdy dtdy dtdy dxdy dxdy 所以:原式 dydx dx dxdy dy dx dy dydx dx dydx dy dx dy dydx 高阶导数:(1)高阶导数的运算法则 为常数其中 (2)【浅谈高阶导数的求法】高阶导数求法一般包括6 种方法,即根据高阶导数定义求之;利用高阶导数 公式求之;利用莱布尼茨公式求之;用复合函数的求导法则求之;用泰勒 公式求之;交叉法,等等。 定义法:运用求导公式,求导法则求导,n 阶导数一般比较其规律性 高阶求导公式:把高阶求导公式化为代函数之和,分别求之 莱布尼茨公式求导:当所求导数的函数是两个函数的乘积时,宜用莱布尼茨公 式求之。
特别地,当其中一个函数的高阶导数为0,可以用此公式求之;两个因 子中,其中有一个函数的各阶导数有明显的规律性时,可以用此公式。 复合函数求导法:复合函数求导法则还可以推广到多次复合的情形。在求导时, 能从外层向内层逐层求导,一直求到对自变量求导数为止。若存在单值反函数, 常用复合函数求导法则,求其反函数的高阶导数。 【名词释义】单值反函数:若对定义域每一个自变量x,其对应的函数值f(x) 是唯一的,则称f(x)是单值函数。反过来,对于任何一个函数值y,都有唯一 的一个自变量x 与之相对应,则此时称y=f(x)为单值反函数。 泰勒公式求导法 证明一函数(隐函数)处处可导:则应先根据题意找出几个关键的点,然后根据导数的基本公式: 进行判定证明 线性复合公式:一阶导数:切线斜率 二阶导数:曲线曲率 关于曲线凹凸性的两个定理及应用 dtdx dx dtdx dx dxdy 解答:(2)函数的二阶导数等于原函数,求该函数表达式 cthx lndx dydx dxdy dydp dydp dxdy dy dp dx dp 双曲正切双曲余弦 双曲正弦其中, 亦可写为: 得通解: 通解为:是任意常数) (其中 是任意常数展开: 【微分:】自变量的改变量等于自变量的微分导数又称“微商”。
dydx dvdu 特别地,是常数 特别地, dxdy dx 证明拐点:在数学上,拐点是指改变曲线向上或者向下方向的点。直观地说,拐点是 使切线穿越曲线的点(即曲线的凹凸分界点)。若该曲线的图形函数在拐点有二 阶导数,则二阶导数必为零或者不存在驻点:函数的导数为0 的点称为函数的驻点 可导、可微、连续、极限之间的关系? 左极限、右极限都存在且相等(箭头反方向的话不一定成立) 左导数、右导数都存在且相等连续 极限值等于函数值连续 极限存在且等于函数值极限存在 左极限、右极限都存在且相等在某点处(左、右)极限是否存在与该点处函数是否有定义无关 【第四部分】微分中值定理及导数的应用 (1)费马定理 处取到极值,且f’(x0)存在,则f(x0)=0。(2)罗尔定理 如果函数 f(x)满足:在闭区间[a,b]上连续;在开区间(a,b)内可导;在区间端点 处的函数值相等,即f(a)=f(b),那么在(a,b)内至少有一点ξ(a
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