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微积分入门

微积分入门
微积分入门

中国战国时代(公元前7世纪),我国的庄周所着的《庄子》一书的“天下篇”中,记有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,即老庄哲学中所有的无限可分性和极限思想;公元前4世纪《墨经》中有了有穷、无穷、无限小(最小无内)、无穷大(最大无外)的定义和极限、瞬时等概念。这是朴素的、也是很典型的极限概念。而极限理论便是微分学的基础。

古希腊时期(公元前3世纪),阿基米德用内接正多边形的周长来穷尽圆周长,而求得圆周率愈来愈好的近似值,也用一连串的三角形来填充抛物线的图形,以求得其面积。这是穷尽法的古典例子之一,可以说是积分思想的起源。

17世纪,许多着名的数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作,如法国的费马、笛卡尔、罗伯瓦、笛沙格;英国的巴罗、瓦里士;德国的开普勒;意大利的卡瓦列利等人都提出许多很有建树的理论。为微积分的创立做出了贡献。

17世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作。

19世纪初,法国科学学院的科学家以柯西为首,对微积分的理论进行了认真研究,建立了极限理论,后来又经过德国数学家维尔斯特拉斯进一步的严格化,使极限理论成为了微积分的坚定基础。才使微积分进一步的发展开来。

1874年,德国数学家外尔斯特拉斯构造了一个没有导数的连续函数,即构造了一条没有切线的连续曲线,这与直观概念是矛盾的。它使人们认识到极限概念、连续性、可微性和收敛性对实数系的依赖比人们想象的要深奥得多。外尔斯特拉斯最终完成了对实数系更深刻的性质的理解,使得数学分析完全由实数系导出,脱离了知觉理解和几何直观。

人类对自然的认识永远不会止步,微积分这门学科在现代也一直在发展着,人类认识微积分的水平在不断深化。

微积分学(Calculus,拉丁语意为用来计数的小石头)是研究极限、微分学、积分学和无穷级数的一个数学分支,并成为了现代大学教育的重要组成部分。历史上,微积分曾经指无穷小的计算。更本质的讲,微积分学是一门研究变化的科学,正如几何学是研究空间的科学一样。

客观世界的一切事物,小至粒子,大至宇宙,始终都在运动和变化着。因此在数学中引入了变量的概念后,就有可能把运动现象用数学来加以描述了。

由于函数概念的产生和运用的加深,也由于科学技术发展的需要,一门新的数学分支就继解析几何之后产生了,这就是微积分学。微积分学这门学科在数学发展中的地位是十分重要的,可以说它是继欧氏几何后,全部数学中的最大的一个创造。

微积分学在科学、经济学和工程学领域被广泛的应用,来解决那些仅依靠代数学不能有效解决的问题。微积分学在代数学、三角学和解析几何学的基础上建立起来,并包括微分学、积分学两大分支。微分学包括求导数的运算,是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。微积分学基本定理指出,微分和积分互为逆运算,这也是两种理论被统一成微积分学的原因。我们可以以两者中任意一者为起点来讨论微积分学,但是在教学中,微分学一般会先被引入。在更深的数学领域中,微积分学通常被称为分析学,并被定义为研究函数的科学。

在高二上学期的数学学习过程中,我们认识了导数和定积分,并开始了对其应用的理解和练习。其实,早在高中物理开始不久后的学习中,我们就接触到了微积分的原型——微元法。同当年的科学家一样,我们也因物理上的应用需要,开始了对微积分学的认识之旅。

借着这次研究性学习的契机,我们就了解一下微积分学的发展历史,认识数学研究对社会发展的重要意义,本着“以史为镜”的态度了解其中波折而有趣的发展历程;并由此拓展自己的知识面,

增添自己对微积分学习的兴趣。

作为理科生,探究过程中的我们也能结合所学历史知识、辩证分析的方法,培养自身人文素养,增强自身的综合素质,为高中阶段的历史学习画上圆满的句号。

我们也对微积分在生活中就一些简单实际应用的一些研究来提高自己在以微积分的思想方法解决问题的能力;了解在哪些情况,哪些领域会用到微积分;进一步加深对微积分的认识。

另一方面,在进行小组讨论、共同研究的时候,通过组员的积极参与和组员间的合作,我们可以通过共同探索增强自己的责任感,增进相互之间的友谊,提高自身的实践探究能力,学会将理论知识和动手实践能力结合来解决现实生活中的问题,以此提高自身的综合素质。

微积分的主要内容及其他

研究函数,从量的方面研究事物运动变化是微积分的基本方法。这种方法叫做数学分析。

本来从广义上说,数学分析包括微积分、函数论等许多分支学科,但是现在一般已习惯于把数学分析和微积分等同起来,数学分析成了微积分的同义词,一提数学分析就知道是指微积分。微积分的基本概念和内容包括微分学和积分学。

微分学的主要内容包括:极限理论、导数、微分等。

积分学的主要内容包括:定积分、不定积分等。

微积分是与科学应用联系着发展起来的。最初,牛顿应用微积分学及微分方程对第谷浩瀚的天文观测数据进行了分析运算,得到了万有引力定律,并进一步导出了开普勒行星运动三定律。此后,微积分学成了推动近代数学发展强大的引擎,同时也极大的推动了天文学、物理学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、社会科学及应用科学各个分支中的发展。并在这些学科中有越来越广泛的应用,特别是计算机的出现更有助于这些应用的不断发展。

微积分主要有三大类分支:极限、微分学、积分学。微积分的基本理论表明了微分和积分是互逆运算。牛顿和莱布尼茨发现了这个定理以后才引起了其他学者对于微积分学的狂热的研究。这个发现使我们在微分和积分之间互相转换。这个基本理论也提供了一个用代数计算许多积分问题的方法,该方法并不真正进行极限运算而是通过发现不定积分。该理论也可以解决一些微分方程的问题,解决未知数的积分。微分问题在科学领域无处不在。

微积分的基本概念还包括函数、无穷序列、无穷级数和连续等,运算方法主要有符号运算技巧,该技巧与初等代数和数学归纳法紧密相连。

微积分被延伸到微分方程、向量分析、变分法、复分析、时域微分和微分拓扑等领域。微积分的现代版本是实分析。

极限

微积分中最重要的概念是“极限”。微商(即导数)是一种极限。定积分也是一种极限。

从牛顿实际使用它到制定出周密的定义,数学家们奋斗了200多年。现在使用的定义是维斯特拉斯于19世纪中叶给出的。

数列极限就是当一个有顺序的数列往前延伸时,如果存在一个有限数(非无限大的数),使这个数列可以无限地接近这个数,这个数就是这个数列的极限。

数列极限的表示方法是:

其中L就是极限的值。例如当

1

2

n

x

n

时,它的极限为L=0。就是说n越大(越往前延伸),这

个值越趋近于0。

导数

我们知道在运动学中,平均速度等于通过的距离除以所花费的时间,同样在一小段间隔的时间内,除上其走过的一小段距离,等于这一小段时间内的速度,但当这一小段间隔的时间趋于零时,

这时的速度为瞬时速度,无法按照通常的除法计算,这时的速度为时间的导数。得用求导的方法计算。也就是说,一个函数的自变量趋近某一极限时,其因变量的增量与自变量的增量之商的极限即为导数。在速度问题上,距离是时间的因变量,随时间变化而变化,当时间趋于某一极限时,距离增量除以时间增量的极限即为距离对时间的导数。

导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率。

微分学

微分学主要研究的是在函数自变量变化时如何确定函数值的瞬时变化率(或微分)。换言之,计算导数的方法就叫微分学。微分学的另一个计算方法是牛顿法,该算法又叫应用几何法,主要通过函数曲线的切线来寻找点斜率。费马常被称作“微分学的鼻祖”。

积分学

积分学是微分学的逆运算,即从导数推算出原函数。又分为定积分与不定积分。一个一元函数的定积分可以定义为无穷多小矩形的面积和,约等于函数曲线下包含的实际面积。根据以上认识,我们可以用积分来计算平面上一条曲线所包含的面积、球体或圆锥体的表面积或体积等。而不定积分,用途较少,主要用于微分方程的解。

微积分的符号

微分学中的符号“dx”、“dy”等,系由莱布尼茨首先使用。其中的d源自拉丁语中“差”(Differentia)的第一个字母。积分符号“∫”亦由莱布尼茨所创,它是拉丁语“总和”(Summa)的第一个字母s的伸长(和Σ有相同的意义)。

微积分学的应用

微积分学的发展与应用几乎影响了现代生活的所有领域。它与大部分科学分支,特别是物理学,关系密切,而经济学亦经常会用到微积分学。几乎所有现代技术,如建筑、航空等都以微积分学作为基本数学工具。

微积分学课程

在高校理、工科教学中,微积分是“高等数学”的主要内容之一。其教学法由学科创立一开始就受到人们重视。

微积分的基本介绍

微积分学基本定理指出,求不定积分与求导函数互为逆运算,把上下限代入不定积分即得到积分值,而微分则是导数值与自变量增量的乘积,这也是两种理论被统一成微积分学的原因。我们可以以两者中任意一者为起点来讨论微积分学,但是在教学中,微分学一般会先被引入。

微积分学是微分学和积分学的总称。它是一种数学思想,“无限细分”就是微分,“无限求和”就是积分。十七世纪后半叶,牛顿和莱布尼茨完成了许多数学家都参加过准备的工作,分别独立地建立了微积分学。他们建立微积分的出发点是直观的无穷小量,但是理论基础是不牢固的。因为“无限”的概念是无法用已经拥有的代数公式进行演算,所以,直到十九世纪,柯西和维尔斯特拉斯建立了极限理论,康托尔等建立了严格的实数理论,这门学科才得以严密化。

学习微积分学,首要的一步就是要理解到,“极限”引入的必要性:因为,代数是人们已经熟悉的概念,但是,代数无法处理“无限”的概念。所以,必须要利用代数处理代表无限的量,这时就精心构造了“极限”的概念。在“极限”的定义中,我们可以知道,这个概念绕过了用一个数除以0的麻烦,相反引入了一个过程任意小量。就是说,除的数不是零,所以有意义,同时,这个小量可以取任意小,只要满足在德尔塔区间,都小于该任意小量,我们就说他的极限为该数——你可以认为这是投机取巧,但是,他的实用性证明,这样的定义还算比较完善,给出了正确推论的可能性。这个概念是成功的。

微积分是与实际应用联系着发展起来的,它在天文学、力学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、社会科学及应用科学等多个分支中,有越来越广泛的应用。特别是计算机的发明更有助于这些应用的不断发展。

客观世界的一切事物,小至粒子,大至宇宙,始终都在运动和变化着。因此在数学中引入了变量的概念后,就有可能把运动现象用数学来加以描述了。

由于函数概念的产生和运用的加深,也由于科学技术发展的需要,一门新的数学分支就继解析几何之后产生了,这就是微积分学。微积分学这门学科在数学发展中的地位是十分重要的,可以说它是继欧氏几何后,全部数学中的最大的一个创造。

DifferentialandIntegralCalculus 数学中的基础分支。内容主要包括函数、极限、微分学、积分学及其应用。函数是微积分研究的基本对象,极限是微积分的基本概念,微分和积分是特定过程特定形式的极限。17世纪后半叶,英国数学家I.牛顿和德国数学家G.W.莱布尼兹,总结和发展了几百年间前人的工作,建立了微积分,但他们的出发点是直观的无穷小量,因此尚缺乏严密的理论基础。19世纪A.L.柯西和K.魏尔斯特拉斯把微积分建立在极限理论的基础上;加之19世纪后半叶实数理论的建立,又使极限理论有了严格的理论基础,从而使微积分的基础和思想方法日臻完善。

极限的思想方法可追溯到古代,3世纪,中国数学家刘徽创立的割圆术用圆内接正九十六边形的面积近似代替圆面积,求出圆周率π的近似值3.141024,并指出:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至不可割,则与圆合体而无所失矣”。刘徽对面积的深刻认识和他的割圆术方法,正是极

限思想的具体体现。数列极限是函数极限的基础,一个数列a

n 如果当n无限增大时,a

n

与某一实数

无限接近,就称之为收敛数列,a为数列的极限,记作例如,数列的极限为0。

微分学的基本概念是导数。导数是从速度问题和切线问题抽象出来的数学概念。牛顿从苹果下落时越落越快的现象受到启发,希望用数学工具来刻画这一事实。导数作为一个数学工具无论在理论上还是实际应用中,都起着基础而重要的作用。例如在求极大、极小值问题中的应用。

积分学的基本概念是一元函数的不定积分和定积分。主要内容包括积分的性质、计算,以及在理论和实际中的应用。不定积分概念是为解决求导和微分的逆运算而提出来的。如果对每一x∈I,有f(x)=F′(x),则称F(x)为f(x)的一个原函数,f(x)的全体原函数叫做不定积分,记为,因此,如果F(x)是f(x)的一个原函数,则=F(x)+C,其中C为任意常数。定积分概念的产生来源于计算平面上曲边形的面积和物理学中诸如求变力所作的功等物理量的问题。解决这些问题的基本思想是用有限代替无限;基本方法是在对定义域[a,b]进行划分后,构造一个特殊形式的和式,它的极限就是所要求的量。具体地说,设f(x)为定义在[a,b]上的函数,任意分划区间[a,b]:a=x0<x1<…<xn=b,记,||Δ||=,任取xi∈Δxi,如果有一实数I,有下式成立:,则称I 为f(x)在[a,b]上的定积分,记为I=f(x)dx。当f(x)≥0时,定积分的几何意义是表示由x=a,x=b,y=0和y=f(x)所围曲边形的面积。定积分除了可求平面图形的面积外,在物理方面的应用主要有解微分方程的初值问题和“微元求和”。

联系微分学和积分学的基本公式是:若f(x)在[a,b]上连续,F(x)是f(x)的原函数,则f(x)dx =F(b)-F(a)。通常称之为牛顿-莱布尼兹公式。因此,计算定积分实际上就是求原函数,也即求不定积分。但即使f(x)为初等函数,计算不定积分的问题也不能完全得到解决,所以要考虑定积分的近似计算,常用的方法有梯形法和抛物线法。

微积分学的建立

从微积分成为一门学科来说,是在十七世纪,但是,微分和积分的思想在古代就已经产生了。

公元前三世纪,古希腊的阿基米德在研究解决抛物弓形的面积、球和球冠面积、螺线下面积和旋转双曲体的体积的问题中,就隐含着近代积分学的思想。作为微分学基础的极限理论来说,早在古代以有比较清楚的论述。比如我国的庄周所着的《庄子》一书的“天下篇”中,记有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。三国时期的刘徽在他的割圆术中提到“割之弥细,所失弥小,割之又割,以至于不可割,则与圆周和体而无所失矣。”这些都是朴素的、也是很典型的极限概念。

到了十七世纪,有许多科学问题需要解决,这些问题也就成了促使微积分产生的因素。归结起来,大约有四种主要类型的问题:第一类是研究运动的时候直接出现的,也就是求即时速度的问题。第二类问题是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的最大值和最小值问题。第四类问题是求曲线长、曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相当大的物体作用于另一物体上的引力。

十七世纪的许多着名的数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作,如法国的费马、笛卡尔、罗伯瓦、笛沙格;英国的巴罗、瓦里士;德国的开普勒;意大利的卡瓦列利等人都提出许多很有建树的理论。为微积分的创立做出了贡献。

十七世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作。他们的最大功绩是把两个貌似毫不相关的问题联系在一起,一个是切线问题(微分学的中心问题),一个是求积问题(积分学的中心问题)。

牛顿和莱布尼茨建立微积分的出发点是直观的无穷小量,因此这门学科早期也称为无穷小分析,这正是现在数学中分析学这一大分支名称的来源。牛顿研究微积分着重于从运动学来考虑,莱布尼茨却是侧重于几何学来考虑的。

牛顿在1671年写了《流数法和无穷级数》,这本书直到1736年才出版,它在这本书里指出,变量是由点、线、面的连续运动产生的,否定了以前自己认为的变量是无穷小元素的静止集合。他把连续变量叫做流动量,把这些流动量的导数叫做流数。牛顿在流数术中所提出的中心问题是:已知连续运动的路径,求给定时刻的速度(微分法);已知运动的速度求给定时间内经过的路程(积分法)。

德国的莱布尼茨是一个博才多学的学者,1684年,他发表了现在世界上认为是最早的微积分文献,这篇文章有一个很长而且很古怪的名字《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》。就是这样一篇说理也颇含糊的文章,却有划时代的意义。它已含有现代的微分符号和基本微分法则。1686年,莱布尼茨发表了第一篇积分学的文献。他是历史上最伟大的符号学者之一,他所创设的微积分符号,远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展有极大的影响。现在我们使用的微积分通用符号就是当时莱布尼茨精心选用的。

微积分学的创立,极大地推动了数学的发展,过去很多初等数学束手无策的问题,运用微积分,往往迎刃而解,显示出微积分学的非凡威力。

前面已经提到,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,他必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样。

不幸的是,由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。

其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的。比较特殊的是牛顿创立微积分要比莱布尼茨早10年左右,但是正式公开发表微积分这一理论,莱布尼茨却要比牛顿发表早三年。他们的研究各有长处,也都各有短处。那时候,由于民族偏见,关于发明优先权的争论竟从1699年始延续了一百多年。

应该指出,这是和历史上任何一项重大理论的完成都要经历一段时间一样,牛顿和莱布尼茨的

工作也都是很不完善的。他们在无穷和无穷小量这个问题上,其说不一,十分含糊。牛顿的无穷小量,有时候是零,有时候不是零而是有限的小量;莱布尼茨的也不能自圆其说。这些基础方面的缺陷,最终导致了第二次数学危机的产生。

直到19世纪初,法国科学学院的科学家以柯西为首,对微积分的理论进行了认真研究,建立了极限理论,后来又经过德国数学家维尔斯特拉斯进一步的严格化,使极限理论成为了微积分的坚定基础。才使微积分进一步的发展开来。

任何新兴的、具有无量前途的科学成就都吸引着广大的科学工作者。在微积分的历史上也闪烁着这样的一些明星:瑞士的雅科布·贝努利和他的兄弟约翰·贝努利、欧拉、法国的拉格朗日、柯西……

欧氏几何也好,上古和中世纪的代数学也好,都是一种常量数学,微积分才是真正的变量数学,是数学中的大革命。微积分是高等数学的主要分支,不只是局限在解决力学中的变速问题,它驰骋在近代和现代科学技术园地里,建立了数不清的丰功伟绩。

微积分历史

积分的起源很早,古希腊时期就有求特殊图形面积的研究;用的是穷尽的方法。

阿基米德(Archimedes)用内接正多边形的周长来穷尽圆周长,而求得圆周率愈来愈好的近似值,也用一连串的三角形来填充抛物线的图形,以求得其面积;这些都是穷尽法的古典例子。

文艺复兴之后,基于实际的需要及理论的探讨,积分技巧有了进一步的发展。譬如为了航海的方便,杰拉杜斯·麦卡托(GerardusMercator)发明了所谓的麦氏投影法,使得地图上的直线就是航海时保持定向的斜驶线。

17世纪的前半,是微积分学的酝酿时期。确实划分微积分学这门学科是在17世纪由戈特弗里德·威廉·莱布尼茨和艾萨克·牛顿几乎同时创立的,对此学界曾有极大的争论,两人曾为争夺微积分的发明权诉诸皇家学会仲裁。在他们创立微积分以前,人们把微分和积分视为独立的学科。而微积分之名与其符号之使用则是莱布尼茨所创。

虽说微积分是莱布尼茨和牛顿发明的,但是指的是他们两人使微积分观念成熟,澄清微、积分之间的关系,使计算系统化,并且把微积分大规模使用到几何与物理上。在他们之前,微积分是萌芽时期,观念在摸索中,计算是个别的,应用也是个别的。

在牛顿、莱布尼茨以前,对微分、积分最有贡献的大概要算皮埃尔·德·费马了,可惜他未能体会两者之间的密切关系。而牛顿的老师伊萨克·巴罗(I.Barrow,1630~1677)虽然知道两者之间有互逆的关系,但他不能体会此种关系的意义,其原因之一就是求导数还没有一套有系统的计算方法。古希腊平面几何的成功,予西方数学非常深远的影响,一般认为,唯有几何的论证方法才是严格的,才是真正的数学,代数也不过是辅助的工具而已。直到笛卡儿及费马倡导以代数的方法研究几何的问题。这种态度才渐有转变。可是一方面几何思维方式深植人心,而另一方面代数方法仍然未臻成熟,实数系统迟迟未能建立,所以许多数学家仍然固守几何阵营而不能有有效的计算方法,如巴娄就是。牛顿虽然背叛了他老师的纯几何观点,发展了有效的微分方法,可是他的方法迟迟未敢发展。虽然他用了微积分的技巧,由万有引力及运动定律出发说明了他的宇宙体系,但因害怕当时人的批评,在他1687年的巨着《自然哲学的数学原理》中,却把微积分的痕迹抹去,而仍以古典的几何论证方式论述。

微积分实际被许多人不断地完善,也离不开巴罗、笛卡尔、费马、惠更斯和沃利斯的贡献。

牛顿、莱布尼茨虽然把微积分系统化,但它还是不严格的。可是微积分被成功地用来解决许多问题,却使十八世纪的数学家偏向其应用性,而少致力于其严格性。当时,微积分学的发展幸而掌握在几个非常优越的数学家,如欧拉(L.Euler,1707~1783)、拉格朗日(https://www.doczj.com/doc/146996438.html,grange,1736~1813)、拉普拉斯(P.S.deLaplace,1749~1827)、达朗贝尔(J.deR.d'Alembert,1717~1783)及白努利(D.Bernoulli,1700~1782)世家等人的手里。

研究的问题由自然现象而来,所以能以自然现象的数据来验合微积分的许多推论。使微积分学不因基础不稳而将之错误。在这些众数学家的手中,微积分学的范围很快地超过现在大学初阶段所授的微积分课程,而迈向更高深的解析学。

发展现代微积分理论的一个动力是为了解决“切线问题”,另一个是“面积问题”。

18世纪的分析学

驱动18世纪的微积分学不断向前发展的动力是物理学的需要,物理问题的表达一般都是用微分方程的形式。18世纪被称为数学史上的英雄世纪。他们把微积分应用于天文学、力学、光学、热学等各个领域,并获得了丰硕的成果。在数学本身又发展出了多元微分学、多重积分学、微分方程、无穷级数的理论、变分法,大大地扩展了数学研究的范围。

其中最着名的要数最速降线问题:即最快下降的曲线的问题。这个曾经的难题用变分法的理论可以轻而易举的解决。

微积分发明优先权大争论

历史上,微积分是由两位科学家,牛顿和莱布尼茨几乎同时发现的。在创立微积分方面,莱布尼茨与牛顿功绩相当。这两位数学家在微积分学领域中的卓越贡献概括起来就是:他们总结出处理各种有关问题的一般方法,认识到求积问题与切线问题互逆的特征,并揭示出微分学与积分学之间的本质联系;他们都各自建立了微积分学基本定理,他们给出微积分的概念、法则、公式和符号理论为以后的微积分学的进一步发展奠定了坚实而重要的基础。总之,他们创立了作为一门独立学科的微积分学。

微积分这种数学分析方法正式诞生以后,由于解决了许多以往靠初等数学无法作答的实际问题,所以逐渐引起科学家和社会人士的重视。同时,也带来了关于“谁先建立微积分”问题的争论。从牛顿和莱布尼茨还在世时就开始出现这种争论,英国和欧洲大陆各国不少科学家都卷入这场旷日持久的、尖锐而复杂的论战。这场论战持续了100多年的时间。

就创造与发表的年代比较,牛顿创造微积分基本定理比莱布尼茨更早。前者奠基于1665—1667年,后者则是1672—1676年,但莱布尼茨比牛顿更早发表微积分的成果。故发明微积分的荣誉应属于他们两人。

中国古代数学中微积分的萌芽

微积分的产生一般分为三个阶段:极限概念;求积的无限小方法;积分与微分的互逆关系。最后一步是由牛顿、莱布尼兹完成的。前两阶段的工作,欧洲的大批数学家一直追溯到古希腊的阿基米德都作出了各自的贡献。对于这方面的工作,古代中国毫不逊色于西方,微积分思想在古代中国早有萌芽,甚至是古希腊数学不能比拟的。公元前7世纪老庄哲学中就有无限可分性和极限思想;公元前4世纪《墨经》中有了有穷、无穷、无限小(最小无内)、无穷大(最大无外)的定义和极限、瞬时等概念。刘徽公元263年首创的割圆术求圆面积和方锥体积,求得圆周率约等于3.1416,他的极限思想和无穷小方法,是世界古代极限思想的深刻体现。

微积分思想虽然可追溯古希腊,但它的概念和法则却是16世纪下半叶,开普勒、卡瓦列利等求积的不可分量思想和方法基础上产生和发展起来的。而这些思想和方法从刘徽对圆锥、圆台、圆柱的体积公式的证明到公元5世纪祖恒求球体积的方法中都可找到。北宋大科学家沈括的《梦溪笔谈》独创了“隙积术”、“会圆术”和“棋局都数术”开创了对高阶等差级数求和的研究。

南宋大数学家秦九韶于1274年撰写了划时代巨着《数书九章》十八卷,创举世闻名的“大衍求一术”——增乘开方法解任意次数字(高次)方程近似解,比西方早500多年。

特别是13世纪40年代到14世纪初,在主要领域都达到了中国古代数学的高峰,出现了现通称贾宪三角形的“开方作法本源图”和增乘开方法、“正负开方术”、“大衍求一术”、“大衍总数术”(一次同余式组解法)、“垛积术”(高阶等差级数求和)、“招差术”(高次差内差法)、“天元术”(数字高次方程一般解法)、“四元术”(四元高次方程组解法)、勾股数学、弧矢割圆术、组合数学、计算技术改革和珠算等都是在世界数学史上有重要地位的杰出成果,中国古代数学有了微积分前两阶段的出色工作,其中许多都是微积分得以创立的关键。中国已具备了17世纪发明微积分前夕的全部内在条件,已经接近了微积分的大门。可惜中国元朝以后,八股取士制造成了学术上的大倒退,封建统治的文化专制和盲目排外致使包括数学在内的科学日渐衰落,在微积分创立的最关键一步落

伍了。

第二次数学危机及

微积分逻辑上的严格化

微积分诞生之后,数学迎来了一次空前繁荣的时期。对18世纪的数学产生了重要而深远的影响。但是牛顿和莱布尼茨的微积分都缺乏清晰的、严谨的逻辑基础,这在初创时期是不可避免的。科学上的巨大需要战胜了逻辑上的顾忌。他们需要做的事情太多了,他们急于去攫取新的成果。基本问题只好先放一放。正如达朗贝尔所说的:“向前进,你就会产生信心!”数学史的发展一再证明自由创造总是领先于形式化和逻辑基础。

于是在微积分的发展过程中,出现了这样的局面:一方面是微积分创立之后立即在科学技术上获得应用,从而迅速地发展;另一方面是微积分学的理论在当时是不严密的,出现了越来越多的悖论和谬论。数学的发展又遇到了深刻的令人不安的危机。例如,有时把无穷小量看作不为零的有限量而从等式两端消去,而有时却又令无穷小量为零而忽略不计。由于这些矛盾,引起了数学界的极大争论。如当时爱尔兰主教、唯心主义哲学家贝克莱嘲笑“无穷小量”是“已死的幽灵”。贝克莱对牛顿导数的定义进行了批判。

当时牛顿对导数的定义为:

当x增长为x+o时,x的立方(记为x^3)成为(x+o)的立方(记为(x+o)^3)。即x^3+3x^2o+3xo^2+o^3。x与x^3的增量分别为o和3x^2o+3xo^2+o^3。这两个增量与x的增量的比分别为1和3x^2+3xo+o^2,然后让增量消失,则它们的最后比为1与3x^2。我们知道这个结果是正确的,但是推导过程确实存在着明显的偷换假设的错误:在论证的前一部分假设o是不为0的,而在论证的后一部分又被取为0。那么o到底是不是0呢?这就是着名的贝克莱悖论。这种微积分的基础所引发的危机在数学史上称为第二次数学危机,而这次危机的引发与牛顿有直接关系。历史要求给微积分以严格的基础。

第一个为补救第二次数学危机提出真正有见地的意见的是达朗贝尔。他在1754年指出,必须用可靠的理论去代替当时使用的粗糙的极限理论。但是他本人未能提供这样的理论。最早使微积分严格化的是拉格朗日。为了避免使用无穷小推理和当时还不明确的极限概念,拉格朗日曾试图把整个微积分建立在泰勒展开式的基础上。但是,这样一来,考虑的函数范围太窄了,而且不用极限概念也无法讨论无穷级数的收敛问题,所以,拉格朗日的以幂级数为工具的代数方法也未能解决微积分的奠基问题。

到了19世纪,出现了一批杰出的数学家,他们积极为微积分的奠基工作而努力,其中包括了捷克的哲学家B.Bolzano.曾着有《无穷的悖论》,明确地提出了级数收敛的概念,并对极限、连续和变量有了较深入的了解。

分析学的奠基人,法国数学家柯西在1821—1823年间出版的《分析教程》和《无穷小计算讲义》是数学史上划时代的着作。在那里他给出了数学分析一系列的基本概念和精确定义。

对分析基础做更深一步的理解的要求发生在1874年。那时的德国数学家外尔斯特拉斯构造了一个没有导数的连续函数,即构造了一条没有切线的连续曲线,这与直观概念是矛盾的。它使人们认识到极限概念、连续性、可微性和收敛性对实数系的依赖比人们想象的要深奥得多。黎曼发现,柯西没有必要把他的定积分限制于连续函数。黎曼证明了,被积函数不连续,其定积分也可能存在。也就是将柯西积分改进为Riemann积分。

这些事实使我们明白,在为分析建立一个完善的基础方面,还需要再深挖一步:理解实数系更深刻的性质。这项工作最终由外尔斯特拉斯完成,使得数学分析完全由实数系导出,脱离了知觉理解和几何直观。这样一来,数学分析所有的基本概念都可以通过实数和它们的基本运算表述出来。微积分严格化的工作终于接近封顶,只有关于无限的概念没有完全弄清楚,在这个领域,德国数学家Cantor做出了杰出的贡献。

总之,第二次数学危机和核心是微积分的基础不稳固。柯西的贡献在于,将微积分建立在极限论的基础上。外尔斯特拉斯的贡献在于逻辑地构造了实数论。为此,建立分析基础的逻辑顺序是

实数系——极限论——微积分

微积分的现代发展

人类对自然的认识永远不会止步,微积分这门学科在现代也一直在发展着。以下列举了几个例子,足以说明人类认识微积分的水平在不断深化。

在Riemann将Cauchy的积分含义扩展之后,Lebesgue又引进了测度的概念,进一步将Riemann 积分的含义扩展。例如着名的Dirichilet函数在Riemann积分下不可积,而在Lebesgue积分下便可积。

前苏联着名数学大师所伯列夫为了确定偏微分方程解的存在性和唯一性,建立了广义函数和广义导数的概念。这一概念的引入不仅赋予微分方程的解以新的含义,更重要的是,它使得泛函分析等现在数学工具得以应用到微分方程理论中,从而开辟了微分方程理论的新天地。

我国的数学泰斗陈省身先生所研究的微分几何领域,便是利用微积分的理论来研究几何,这门学科对人类认识时间和空间的性质发挥的巨大的作用。并且这门学科至今仍然很活跃。由我国数学家朱熹平、曹怀东完成最后封顶的庞加莱猜想便属于这一领域。

在多元微积分学中,Newton—Leibniz公式的对照物是Green公式、Ostrogradsky—Gauss公式、以及经典的Stokes公式。无论在观念上或者在技术层次上,他们都是Newton—Leibniz公式的推广。随着数学本身发展的需要和解决问题的需要,仅仅考虑欧式空间中的微积分是不够的。有必要把微积分的演出舞台从欧式空间进一步拓展到一般的微分流形。在微分流形上,外微分式扮演着重要的角色。于是,外微分式的积分和微分流形上的Stokes公式产生了。而经典的Green公式、Ostrogradsky—Gauss公式、以及Stokes公式也得到了统一。

微积分的发展历史表明了人的认识是从生动的直观开始,进而达到抽象思维,也就是从感性认识到理性认识的过程。人类对客观世界的规律性的认识具有相对性,受到时代的局限。随着人类认识的深入,认识将一步一步地由低级到高级、由不全面到比较全面地发展。人类对自然的探索永远不会有终点。

微积分的诞生及其重要意义

微积分的诞生是继Euclid几何建立之后,数学发展的又一个里程碑式的事件。微积分诞生之前,人类基本上还处在农耕文明时期。解析几何的诞生是新时代到来的序曲,但还不是新时代的开端。它对旧数学作了总结,使代数与几何融为一体,并引发出变量的概念。变量,这是一个全新的概念,它为研究运动提供了基础

推导出大量的宇宙定律必须等待这样的时代的到来,准备好这方面的思想,产生像牛顿、莱布尼茨、拉普拉斯这样一批能够开创未来,为科学活动提供方法,指出方向的领袖,但也必须等待创立一个必不可少的工具——微积分,没有微积分,推导宇宙定律是不可能的。在17世纪的天才们开发的所有知识宝库中,这一领域是最丰富的,微积分为创立许多新的学科提供了源泉。

微积分的建立是人类头脑最伟大的创造之一,一部微积分发展史,是人类一步一步顽强地认识客观事物的历史,是人类理性思维的结晶。它给出一整套的科学方法,开创了科学的新纪元,并因此加强与加深了数学的作用。

恩格斯说:“在一切理论成就中,未必再有什么像17世纪下半叶微积分的发现那样被看作人类精神的最高胜利了。如果在某个地方我们看到人类精神的纯粹的和惟一的功绩,那就正是在这里。”

有了微积分,人类才有能力把握运动和过程。有了微积分,就有了工业革命,有了大工业生产,也就有了现代化的社会。航天飞机。宇宙飞船等现代化交通工具都是微积分的直接后果。在微积分的帮助下,万有引力定律发现了,牛顿用同一个公式来描述太阳对行星的作用,以及地球对它附近物体的作用。从最小的尘埃到最遥远的天体的运动行为。宇宙中没有哪一个角落不在这些定律的所包含范围内。这是人类认识史上的一次空前的飞跃,不仅具有伟大的科学意义,而且具有深远的社会影响。它强有力地证明了宇宙的数学设计,摧毁了笼罩在天体上的神秘主义、迷信和神学。一场空前巨大的、席卷近代世界的科学运动开始了。毫无疑问,微积分的发现是世界近代科学的开端。

旋转液体的液面

以等角速度ω旋转的液体,液面的形状如何求得?

解答:

假设它的剖面是一条曲线,Y轴是转轴,旋转面以Y轴为对称轴,此时在液面会得到一正压力R,R可以同时提供向心力,,和重力

因此

其中、都是常数,因此该剖面的曲线是抛物线,液面形状是该抛物线绕Y轴的旋转面。

直接求sin(x)的导函数

从几何上如何找到sin(x)的微分呢?

解答:

直接求

sin d

d

θ

θ

把θ变动△θ,sinθ从变到,我们要了解与△θ之比,△θ是一小段弦长,是斜线区域这个近似直角三角形的斜边,此与△θ之比之比可以想成是cosθ

四只苍蝇飞行问题

有四只苍蝇A,B,C,D分别位于平面上的﹙1,1﹚,﹙-1,1﹚,﹙-1,-1﹚,﹙1,-1﹚,之后它们一起以每秒1单位的速度行动,行动的方式为:

A苍蝇一直向着B苍蝇靠近,

B苍蝇一直向着C苍蝇靠近,

C苍蝇一直向着D苍蝇靠近,

D苍蝇一直向着A苍蝇靠近,试问:

﹙1﹚四只苍蝇会在何处相遇?

﹙2﹚它们多久会相遇?

﹙3﹚找出A苍蝇的行动轨迹,并大致画出。

﹙4﹚计算A苍蝇从开始到相遇的路径长。

﹙5﹚苍蝇A会有什么样的生理反应?

解答:

﹙1﹚、﹙2﹚:

从物理相对运动的点来看A的行进方向始终和B的行进方向保持垂直,你可以想象苍蝇移动了瞬间之后,方向就立即修正﹙参照图一、二、三﹚,由于四只苍蝇是做等速运动,所以每一时刻以四只苍蝇围出来的四边形会是正方形,﹙行进方向垂直加上等速﹚于是当时间愈久的时候,苍蝇愈来愈靠近,正方形愈来愈小,最后会内缩成一点,这一点会是原点,这就是他们相遇的地方。此外,A靠近B是垂直方向靠近,所以从B苍蝇看来,A还是以1单位/秒的等速向B靠近,原来A、B的

距离是2单位,因此需要秒的时间四只苍蝇会相遇﹙,,的推论

都一样,∴四只会一起相遇﹚

图一图二

图三

﹙3﹚:

我们将苍蝇A的坐标位置用极坐标的方式表达,,而B的位置就是

要注意的是:和都是的函数

而A的速度是

此向量要与平行,于是﹙如果﹚

,初始值

,,。()其轨迹如下图所示事实上我们必须注意到,在的情形下会有的推论,我们不妨用积分式算出时刻走了多少路:﹙等式右边是速度乘上时间﹚

,在的时候,,""。所以其实苍蝇A 的轨迹应为

上述讨论要表达的是说,加上这一点是需要的,并且加上那一点后,轨迹还

是连续的﹙可以想一下如何定义在端点的连续性﹚

﹙4﹚:

由﹙3﹚

﹙5﹚:

由﹙3﹚得知在到2的时候,,换言之,在之前已转了无限多圈,于是苍蝇会“头昏”。

雪球融化

假设雪球融化的速率与表面积成正比,若有一个半径为10公分的雪球,在气温气压皆固定的情况之下,在5分钟后融化为一个半径5公分的雪球,请问雪球完全融化需要多少时间?

解答:

假设此雪球在时间分钟时的半径为公分,由题意可知,,又雪球融

化的速率与表面积成正比,雪球融化的速率即雪球体积的变化率,雪球的体积为,表面积

为,所以有

为一比例常数,由于体积随时间经过而减少,可知

为常数,由,,可解出,由此可看出雪球的半径随时间

经过等速率减少,雪球完全融化时,

所以雪球在10分钟后完全融化。

雨中行车

若你驾驶一辆风玻璃与地面垂直的吉普车欲从甲地到乙地,此时天正下着雨,假设所有雨滴皆以速度u垂直落下,且均匀的分布在空气中,请问你是该开的快一点或是慢一点,才能使落在挡风玻璃的雨水总量最少?

解答:

图一

假设每立方公尺中有α克的雨水,若车子以速度v前进,以车子为标准坐标来看,则雨水以水平速度v,垂直速度u朝车子而来,假设速度与水平夹角θ,则对单位面积的挡风玻璃来说,在

到间,落在其上的雨水正好是时,单位面积上高为,倾斜角度θ的圆柱内的水﹙如

图二﹚

图二

总共有克,所以单位时间内单位面积所接收的雨水为,若甲到乙地

距离,挡风玻璃总面积,则从甲以等速v开车到乙挡风玻璃所接收的雨水共有

为一常数,与无关。

若并非以等速行车,结果又会是如何呢?假设v为t的函数,写成,单位时间内单位面积接收的雨水为,假设在时间后从甲到达乙,则。则从甲到乙所接收的总雨

量为依然是一个常数,与v无关,也就是说不管怎么开,落在挡风玻璃上总雨量都是固定的。

工人拉船

码头上,有一个圆筒状铁柱,从船上抛出一根绳子,一端固定在船尾,另一端绕铁柱三圈后由一工人拉着,假设工人施力10公斤,绳子与铁柱的磨擦系数是1/3,请问船尾受力多大?

解答:

在绳子与铁柱有的接触时,拉力会提供﹙接近﹚的正压力给铁柱,所以有

,积分得,其中就是10公斤,,而,所以。

录音带

如果你曾注意过收音机带动录音带的情形,相信你会发现在收听﹙或者快转﹚的时候,在左方的轮子会逆时针旋转,以带动磁带,而原本在右方的磁带地方就会被一直带动,最后会绕到左方的轮子上。

现在我们考虑二个问题:两个轮子磁带半径的变化率之比为多少?如果我知道录音带从一开始﹙左方的轮子没有磁带,所有磁带都在右方的轮子上﹚转到一半(左方的磁带量=右方的磁带量﹚时,需要一分钟,并且轮1的转速始终保持一定值,那么录音带全部转完的时候需要几分钟呢?解答:

如果你曾注意过收音机带动录音带的情形时,就会发现到,在收听﹙或者快转﹚的时候,在1处的轮子会逆时针旋转,以带动磁带,而磁带原本在2的地方就会被一直带动,最后会绕到轮子1上。

现在我们想要考虑两个问题:

1.记为1号轮子在时刻所绕出的磁带的半径,为2号轮子在时刻磁带形成圆形的

半径,它们会随而变化,那么两半径的变化率之比﹙即﹚为何?

2.如果我知道录音带从一开始﹙轮1没有磁带,所有磁带都在轮2上﹚转到一半﹙轮1的磁带

量=轮2的磁带量﹚时,需要一分钟,并且轮1的转速始终保持一定值,那么录音带全部转完的时候需要几分钟?

第一个问题其实并不难,如果注意到磁带的总量始终保持一定,另一个角度想就是两磁带所

绕出的两个圆形面积总和是固定的,于是会有常数,对微分后得到第二个问题我们可以试着用积分的方法解决,首先注意到由于转速是一定﹙记为ω﹚,所以半径是和成正比,于是不妨令﹙比方说轮子每秒转10圈,那么一秒后半径就多了10

个磁带的厚度,两秒后半径就多了20个磁带的厚度﹚另外,我们同样是以圆面积代表磁带量,所

以﹙一分钟时转了总长的一半,是一比例常数﹚欲解

时的α值。

所以带子全部转完需要分钟。

撞球问题

你知道撞球的时候球杆应该打在哪里最好吗?

解答:

观察1:

如果球杆打在撞球的中央﹙如图A处﹚则球有速度,但是无旋转的角速度,如此一来球和布会有摩擦,布会坏掉,可见这不是最佳的点。

球杆应打在让球产生全滚动而不滑动,这是最佳的点。

观察2:

若球一开始有滑动,不久球会开始滚动,滚速会增加,移动速度会减少,而质心速度会增加,到最后会有,即滚动而不滑动,而摩擦力会消失。

一些记号:

:球的质心速度

ω:球转动的角速度

:球的半径

:球的转动惯量

:球的质量

由物理学的角度来看,一刚性物体的角动量变化率等于力矩之和,写成数学式即为,

另外,角动量等于物体的转动惯量乘上角速度,也就是说,于是,用到撞球的例子上即为:注:

1.因为撞球的滚动是以贯穿球心的轴而转动,所以其转动惯量为(质心)

2.力矩,其中是转动轴到施力点的方向向量,如果只关心力矩的大小,则

3.要达到全滚动而不滑动,则,动量的变化率最后必须全部转变为,瞬间达成。

所以最后,计算出的值:

1.先计算空心球壳的转动惯量:

(球壳上的点到轴的距离)

(均匀球壳,质量与面积成正比)

,。

2.计算实心球壳的转动惯量:

对球壳r,从O到R积分:,而

所以结论:球杆应打在距球心高处为最佳。

☆补充:

为何滚动而不滑动的时候会有?

∵滚动而不滑动

∴质心的位移等于弧长,

牛吃草问题

有一头牛,被栓在一个半径为r的木桩上﹙如下图所示﹚绳子的一端被固定在A点,而牛能够走到木桩的对面B。木桩的外部都是草地,请问牛有办法吃到多少草呢?

解答:

图一

经由观察我们发现牛能吃到草的范围如右图的斜线部份﹙见图二﹚。

由题意知绳长为,而在点左边的区域会是一个半圆。至于剩下的区域怎么求得呢?当绳子被木桩"拌住"的时候﹙见图三﹚。

牛所达到的最远处为,其中弧长加直线长为﹙绳子的长度﹚,而曲线即所有这

种点所形成的轨迹。

图二图三

我们可以利用解析几何将轨迹描述出来:

取木桩的中心为原点,令与的夹角为θ﹙如图四﹚,于是点坐标为,

而?

是圆在点上的切线段,所以,待定,

而长度要等于弧长,于是,解得,

所以点坐标即确定:

图四图五

我们可先计算图五的斜线面积,它会是以下所表示的积分值:

﹙其中为周

期函数,故﹚

∴Area

至此可得吃草的范围

=上下两块Area加上左半圆扣掉木桩面积

=﹙平方单位﹚

补充:图五中弧称为圆的渐伸线﹙involutes﹚

对微积分学发展历史的认识

早在几千年前的古代科学家的脑海里,微积分的思想雏形便已出现。

之后的几千年中,在许多数学家的不懈努力下,微积分学的创立积累了愈加多的材料,基础一步步奠定,终于在17世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作。

此后,微积分学定义严格化,有了较为完善的定义,接着不断拓宽、深化,为我们展开了一扇又一扇数学未知世界的大门。

人类对自然的认识永远不会止步,微积分这门学科在现代也一直在发展着,人类认识微积分的水平在不断深化。

在此期间,18世纪所发生的对微积分发明优先权的长时间争论,毫无疑问的成为我们注意力的焦点

由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。

而其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的。比较特殊的是牛顿创立微积分要比莱布尼茨早10年左右,但是正式公开发表微积分这一理论,莱布尼茨却要比牛顿发表早三年。他们的研究各有长处,也都各有短处。

这一事件,让我们认识到了在学习、研究的进程中,我们应该更着眼于对知识理论的深挖掘,而非对荣誉名声的追求,本着科学的精神不断前进。

微积分学的重要性

微积分是一门极为重要的数学工具,广泛地应用在生产生活中的每一个角落,微积分学实际应用常涉及生活、生产、天文、地理、军事等诸多方面的实际问题,尤其在涉及动态分析及微小量处理的问题上有非常神奇的效果。

微积分学在科学、经济学和工程学领域被广泛的应用,来解决那些仅依靠代数学不能有效解决的问题。微积分学在代数学、三角学和解析几何学的基础上建立起来,并包括微分学、积分学两大分支。微分学包括求导数的运算,是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。微积分学基本定理指出,微分和积分互为逆运算,这也是两种理论被统一成微积分学的原因。我们可以以两者中任意一者为起点来讨论微积分学,但是在教学中,微分学一般

会先被引入。在更深的数学领域中,微积分学通常被称为分析学,并被定义为研究函数的科学。

例题分析结论

微积分学实际应用的例题一般涉及到对动态过程的分析理解,对这类问题,我们学要结合自己的生活常识和物理知识对整个过程作出清晰的认识,再结合数学公式就能得到结果。有些时候在获得结果之后还能反推回题目得到新的认识,对整个动态过程有更深刻的认识理解。

在物理学习过程中微积分是一个异常使用的工具。

关于参加研究性学习体会

在这次研究性活动中,通过与同学们的通力合作,顺利完成了这次学习。从中我感触良多,并从中学到很多。

首先,我负责的是资料收集以及部分例题的收集。期间,我阅读了大量的书籍,及上网查阅了大量有关微积分和导数的资料。从中,我仿佛打开了一个新世界的大门,一个微积分的世界。原来,微积分最早起源于中国,由孟子提出。然后再追溯到古希腊的阿基米德。这,可以说是古代积分思想的起源。距今大约已经有近30个世纪。可是,微积分思想现在也在不断发展,人类对微积分的认识也在不断深化。微积分总体来说,其实就是研究变化的学科,这门学科,可以在我们平时学习和日常生活中得到应用。早在在高中物理开始不久后的学习中,我们就接触到了微积分的原型——微元法。它帮助我们培养自身人文素养,增强自身的综合素质,可以为高中阶段的历史学习画上圆满的句号。其次,例题的收集也不是十分简单的,毕竟,不是每一道题都适合。期间,我们也做了大量的例题,变相相当于为重新再复习打下了坚实的基础。这是有好处的,也是有用的。

其次,抛开课题不说,增加了我们的合作能力。以及培养了同学之间的纯真友谊。丰富了我们高中生活的课余生活。这很有意义,也很有价值。使高中生活部再乏味和单调。

相信,这次研究性学习将会给我们高中生活画上浓重的一笔。

数学心得

在数学领域,种种发现无不使自然世界更神秘美丽。但不管怎么说,就我看来其中对世界发展起到最大推动作用的莫过于微积分的创立,其影响不仅仅在数学领域,在物理学方面的贡献也是不容忽视。

说到微积分,就不能不说到牛顿和莱布尼茨,这次的数学课题以微积分为主题,追本溯源,我们感受到了前辈科学家们坚持不懈、不断探索的精神。研究不仅丰富了我们的知识,更加强了对微积分的理解,这对未来的学习将会有莫大的帮助!

数学课题心得

今年的数学课题是以对微分学、积分学的探究为主题的,而我作为数学组的一员,很高兴与大家一起分享我的学习感悟。

通过这一次的课题研究,我发现,微积分其实并不像想象的那么难,学习微积分要有一定的技巧,掌握了方法,解题就会很快了。从收集的例题,我们可以知道方法对微积分的学习是很重要的。并且,微积分与生活息息相关,我们在物理、化学等领域都会用到微积分。

每一次课题的研究都是一种能力的提升,当然,更重要的是我们要把所得到的启示运用到实处,这样才会使研究更有意义!

这一次的课题研究让我受益匪浅,衷心地感谢学校对研究性学习的重视与支持!

实践活动心得

通过这次实践活动,我对微积分这一数学方法有了更深刻的认识。

微积分,简单地说,就是把一个大事物分割成许多个小块,分得越多,与原来事物的误差就越小,最后加起来,误差就可以忽略。这样算出的结果与真实值相差微小,并且在现实生活中得以实践,所以这种方法迅速发展,成为必不可少的方法之一。

作为一个理科生,我也明白这种方法在学习过程中的重要性。在物理中,通常把一个过程分割成无数个小步骤来计算。数学中。常常用微积分来求一个不规则对称的物体的体积,这让我从理论上该受到微积分的魅力。

不仅在理论上,而且在生活中,微积分也有它的类似应用。当我们遇到困难,就把困难一步一步解决。要完成一项任务,而总的容易出错,我们就分块来完成,这样可以更加精确。

总的来说,这次实践活动加强了我的实践能力,动手能力,思考能力呵合作能力,是我与同学间的友情更加浓厚,同时我也了解到一些新知识,加深了对数学的热爱。

实践活动心得

这次实践活动,我对微积分这一概念有了更深刻的认识。真是不容易啊。

微积分(Calculus)是高等数学中研究函数的微分、积分以及有关概念和应用的数学分支。作为数学的一个基础学科,它无论是在学习上还是生活中都给予了我们莫大的帮助。但在我看来,微积分的美妙不仅在于它广泛的应用范围,还有它那巧妙的方法——将曲线划分为无数的区域,在将它们看成一个个的规则图形计算。先微分,后积分,你可以认为这是投机取巧,但你不得不承认它的大胆与准确。

无可置疑,微积分对我们正在学习的物理,以及对我们将来或将从事的天文学、力学、化学、生物学、工程学、自然科学、社会科学及应用科学等工作上都会有相应的地位,相信随着信息技术的迅速发展,微积分更将成为一个科学研究有力的助手,帮助人们解决未知的谜团,把人类的文明进一步加深。

同时,生活中也可以发现微积分的影子:从街道上飞驰的汽车,到在飞往宇宙的飞船。微积分在无意之中改变了我们的生活,我们也在享受科学带来的方便。

这次活动,在了解了新知识之外,是我们对科学的无尽的追求,在这之中,我也感受到了微积分背后那巨大的未向人们开放的谜。但我相信,人类对科学探索的坚持终会叩开这扇大门,向我们展示一个别样的数学世界。最后,对领导或参与了本次活动的同学表示感谢,大家合作愉快!

研究性学习活动心得

这次研究性学习活动,是我们的动手能力和思维能力进入了一个新的台阶。在这次活动,我们解决了现实生活中的问题,使我们明确了我们的学习目的和学习动力,检验了我们的学习成果,我希望,这样开拓我们的眼界的研究性学习多半一点,多有深度一点。

驱散迷雾

——数学研究性学习心得

初识微积分,颇有雾里看花之感。那还是刚高一的时候,在物理学习过程中开始接触到微元法。不得不说微元法对逻辑行、基础概念等都有较高要求,而且需要抽象思维,但这只是微积分的冰山一角,日后还将学习更为深奥的理念、复杂多变的公式,这便是我之前所担心的“雾”了。

但如今,我们已完成了对导数、积分的课本知识学习,对微积分也有了基本认识和了解,隐隐约约嗅到了花的芬芳。原来,微积分并不像表面看起来那么难,相反地,学习起来极具技巧性,许多同学都产生了浓厚的兴趣。正因如此,今年的数学课题以对微分学、积分学的深入探究为主题,我很荣幸能作为数学组的一员并记录下学习心得、感悟与大家分享。追本溯源,课题研究从微积分的历史着手,不仅丰富了组员们的历史知识,更在前人的总结、完善中汲取经验,并学着去分析、推导,深化了对微分、积分的理解,而且微积分不只是数学的分支,同样应用在理论物理研究、统计学等多个领域。确切地说,每一次的研究性学习都是一次能力的提升,其好处对将来的学习理解自然是不言而喻的,更重要的是,我们应学会把所识所学运用到实际生活中,那么理论知识才变得有意义!

其实,很多知识都被看似障碍重重的迷雾包裹着,但这一次的学习,让我明白,凭着热心、慧心、信心、细心,一定能拨开迷雾,去感受百花争艳的科学春天!最后,当然要感谢学校对研究性学习的重视和支持,以及组长的领导和谋划,组员的配合,也希望数学组能取得一个好成绩!

微积分的数学美

——数学课题心得

罗素,这位抽象数学思想大师曾直言不讳地说:

“数学,如果正确地看它,则具有至高无上的美。正像雕刻的美,是一种冷而严肃的美。这种美不是投合我们天性的微弱方面,这种美没有绘画或音乐的那种华丽装饰,它可以纯净到崇高的地步。能够达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的那种完美境地。一种真实的喜悦精神,一种精神上的亢奋一种觉得高于人的意识——这些是至善至美的标准,能够在数学里得到。”

微积分作为结束人类农耕文明,迎来新时代的开端的序曲。以其至小却又至大的美,从我们身体的每一个微孔向内心以最小的微元向里渗透;又以无处不在无不包容的累积将我们包裹。微积分它继欧氏几何之后,成为又一里程碑式的事件,在发展中出现了立即被应用到科学技术之中。却又因其不严密性产生了无数悖论或谬论。然而实践是检验真理的唯一标准,人的认识都是客观对象的反映,其中与客观对象相符合的认识就是真理,不符合的就是谬误。随着微积分理论不断完善,其中一批杰出的数学家用级数收敛概念使积分理论变得十分完善同时其应用也渐渐向世界各处推广开来。

实线是检念真理唯一标准,真理是具体的有条件的。从微积分的发展,完善中我们可以看到微积分的真理条件越来越宽泛,却也永远走不出无限小的前提。我们应该学会有勇气、有思想的去认识真理,即使认识是反复的、无限的。

数学是一门需要创造性的学科,牛顿和莱布尼茨几乎同时发现了微积分,他们的创造和许许多多,有名无名的创造,共同创造了现今的美妙的世界。当回首中国的封建数学发展历程,我们看到,创造性在金科玉律下被紧紧束缚,数学渐渐落后于西方。我国数学发展的全盛时期在宋元两代,到了明清,封建统治日趋腐败,国内政治经济上的不景气影响数学方面的研究工作,使之濒于停滞不前的状态,但时西方数学正被我们的有知识数学家们吸收着。

利玛窦的《几何原本》《同文算指》中文译本在中国传开后,梅文鼎的数学研究也为那个时代作了不少贡献,随后爱好数学的康熙皇帝的时期,《数理精蕴》编成。在此之后,直到鸦片战争用大炮再度打开中国国门前,我国的数学研究在1712年后,工作重新陷入沉寂,没有取得什么大成果。而此时,18世纪的欧洲微积分已渐渐走向成熟。

其实一句话,数学研究也需要“改革”与“开放”,徐光启、梅文鼎懂得了这个道理,给我们这些后人留下不少的启示。

美国当代数学家克莱因说过:“数学的一系列技巧还远不能代表数学,如同调配颜色不能当作绘画一样,技巧是将数学的激情推理,美和深刻的内涵剥落后的产物。如果我们对数学的本质有一定的了解就会认识到,‘数学在现代生活和思想中起了重要作用’,这一断言并不是天方夜谭。”

当微积分进入生活生产中,我们没有技巧,只有朝着最终的目标,分着、合着。

做数学课题就是一种追求数学世界纯粹的美的过程。

奇妙的数学应用题就是如此的出乎人的预料,又是如此的合乎逻辑。它用简单的分合方法给了解世界的新途径。像汽车行驶在雨中所接触到的雨量,微小的雨珠在积分后告诉我们。这个问题竞与车速无关,与是否有风也无关。当然,这是理想模型所解出的结果,奇妙的解答了数学的美,也包括那不可代替的微积分的美。

细细数来,极限思想的的统一性,使用的简单、协调性,互逆过程的对称性,贝克莱悖论的奇异性,它们共同组成了微积分的美。

导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:

1.导数的常规问题:

(1)刻画函数(比初等方法精确细微);

(2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);

(3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于次多项式的导数问题属于较难类型。

2.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意。

3.曲线的切线

用割线的极限位置来定义了曲线的切线.切线方程由曲线上的切点坐标确定,设为曲线上一点,过点的切线方程为:

4.瞬时速度

用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度,

5.导数的定义

对导数的定义,我们应注意以下三点:

(1)△x是自变量x在处的增量(或改变量).

(2)导数定义中还包含了可导的概念,如果△x→0时,有极限,那么函数y=f(x)在点处可导,才能得到f(x)在点处的导数.

(3)由导数定义求导数,是求导数的基本方法,必须严格按以下三个步骤进行:

(a)求函数的增量;

(b)求平均变化率;

(c)取极限,得导数。

6.导数的几何意义

函数y=f(x)在点处的导数,就是曲线y=(x)在点处的切线的斜率.由此,可以利用导数求曲线的切线方程.具体求法分两步:

(1)求出函数y=f(x)在点处的导数,即曲线y=f(x)在点处的切线的斜率;

(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为

特别地,如果曲线y=f(x)在点处的切线平行于y轴,这时导数不存在,根据切线定义,可得切线方程为

7、导数与函数的单调性的关系

㈠与为增函数的关系。

能推出为增函数,但反之不一定。如函数在上单调递增,但,∴是为增函数的充分不必要条件。㈡时,与为增函数的关系。

若将的根作为分界点,因为规定,即抠去了分界点,此时为增函数,就一定有。∴当时,是为增函数的充分必要条件。

㈢与为增函数的关系。

为增函数,一定可以推出,但反之不一定,因为,即为或。当函数在某个区间内恒有,则为常数,函数不具有单调性。∴是为增函数的必要不充分条件。

函数的单调性是函数一条重要性质,也是高中阶段研究的重点,我们一定要把握好以上三个关系,用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题,都一律用开区间作为单调区间,避免讨论以上问题,也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题,要谨慎处理。

高等数学常用公式大全

高数常用公式 平方立方: 22222222 332233223223332233222(1)()()(2)2()(3)2()(4)()()(5)()()(6)33()(7)33()(8)222(a b a b a b a ab b a b a ab b a b a b a b a ab b a b a b a ab b a a b ab b a b a a b ab b a b a b c ab bc ca -=+-++=+-+=-+=+-+-=-+++++=+-+-=-+++++= 21221)(9)()(),(2) n n n n n n a b c a b a b a a b ab b n ----++-=-++++≥ 三角函数公式大全 两角和公式 sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB sin(A-B) = sinAcosB-cosAsinB cos(A+B) = cosAcosB-sinAsinB cos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB tan(A+B) =tanAtanB -1tanB tanA + tan(A-B) =tanAtanB 1tanB tanA +- cot(A+B) =cotA cotB 1 -cotAcotB + cot(A-B) =cotA cotB 1 cotAcotB -+ 倍角公式 tan2A =A tan 12tanA 2- Sin2A=2SinA?CosA Cos2A = Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A 三倍角公式 sin3A = 3sinA-4(sinA)3 cos3A = 4(cosA)3-3cosA tan3a = tana ·tan(3π+a)·tan(3 π -a) 半角公式 sin( 2A )=2cos 1A - cos( 2A )=2cos 1A + tan( 2A )=A A cos 1cos 1+- cot(2A )=A A cos 1cos 1-+ tan( 2 A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + 和差化积 sina+sinb=2sin 2b a +cos 2b a - sina-sinb=2cos 2b a +sin 2b a - cosa+cosb = 2cos 2b a +cos 2b a - cosa-cosb = -2sin 2b a +sin 2 b a -

大学高等数学上考试题库(附答案)

《高数》试卷1(上) 一.选择题(将答案代号填入括号内,每题3分,共30分). 1.下列各组函数中,是相同的函数的是( ). (A )()()2ln 2ln f x x g x x == 和 (B )()||f x x = 和 ()2g x x = (C )()f x x = 和 ()() 2 g x x = (D )()|| x f x x = 和 ()g x =1 2.函数()()sin 42 0ln 10x x f x x a x ?+-≠? =+?? =? 在0x =处连续,则a =( ). (A )0 (B )1 4 (C )1 (D )2 3.曲线ln y x x =的平行于直线10x y -+=的切线方程为( ). (A )1y x =- (B )(1)y x =-+ (C )()()ln 11y x x =-- (D )y x = 4.设函数()||f x x =,则函数在点0x =处( ). (A )连续且可导 (B )连续且可微 (C )连续不可导 (D )不连续不可微 5.点0x =是函数4 y x =的( ). (A )驻点但非极值点 (B )拐点 (C )驻点且是拐点 (D )驻点且是极值点 6.曲线1 || y x = 的渐近线情况是( ). (A )只有水平渐近线 (B )只有垂直渐近线 (C )既有水平渐近线又有垂直渐近线 (D )既无水平渐近线又无垂直渐近线 7. 211 f dx x x ??' ???? 的结果是( ). (A )1f C x ?? -+ ??? (B )1f C x ?? --+ ??? (C )1f C x ?? + ??? (D )1f C x ?? -+ ??? 8. x x dx e e -+?的结果是( ). (A )arctan x e C + (B )arctan x e C -+ (C )x x e e C --+ ( D )ln()x x e e C -++ 9.下列定积分为零的是( ).

大学微积分复习题

0201《微积分(上)》2015年06月期末考试指导 一、考试说明 考试题型包括: 选择题(10道题,每题2分或者3分)。 填空题(5-10道题,每题2分或者3分)。 计算题(一般5-7道题,共40分或者50分)。 证明题(2道题,平均每题10分)。 考试时间:90分钟。 二、课程章节要点 第一章、函数、极限、连续、实数的连续性 (一)函数 1.考试内容 集合的定义,集合的性质以及运算,函数的定义,函数的表示法,分段函数,反函数,复合函数,隐函数,函数的性质(有界性、奇偶性、周期性、单调性),基本初等函数,初等函数。 2.考试要求 (1)理解集合的概念。掌握集合运算的规则。 (2)理解函数的概念。掌握函数的表示法,会求函数的定义域。 (3)了解函数的有界性、奇偶性、周期性、单调性。 (4)了解分段函数、反函数、复合函数、隐函数的概念。 (5)掌握基本初等函数的性质和图像,了解初等函数的概念。 (二)极限 1.考试内容 数列极限的定义与性质,函数极限的定义及性质,函数的左极限与右极限,无穷小与无穷大的概念及其关系,无穷小的性质及无穷小的比较,极限的四则运算,极限存在的两个准则(单调有界准则和夹逼准则),两个重要极限。 2.考试要求 (1)理解数列及函数极限的概念 (2)会求数列极限。会求函数的极限(含左极限、右极限)。了解函数在一点处极限存在的充分必要条件。 (3)了解极限的有关性质(惟一性,有界性)。掌握极限的四则运算法则。 (4)理解无穷小和无穷大的概念。掌握无穷小的性质、无穷小和无穷大的关系。了解高阶、同阶、等价无穷小的概念。 (5)掌握用两个重要极限求极限的方法。 (三)连续 1.考试内容 函数连续的概念,左连续与右连续,函数的间断点,连续函数的四则运算法则,复合函数的连续性,反函数的连续性,初等函数的连续性,闭区间上连续函数的性质(最大值、最小值定理,零点定理)。 2.考试要求 (1)理解函数连续性的概念(含左连续、右连续)。会求函数的间断点。

中国大学先修课程《微积分》课程纲要

中国大学先修课程《微积分》课程纲要 一.课程目的: 1.让学生在中学微积分的基础之上对微积分学有一个比较高的认识; 2.培养学生尽可能早地了解与把握微积分的基本思想,掌握最核心、最有用、最生动的部分; 3.通过本课程,学生可以了解微积分是如何从朴素、自然变得复杂的原因,更加深刻地理解其数学本质,逻辑方面经受一次比较严格的训练,使得直觉与理性完美结合起来。二.授课对象: 高二年级学生中对微积分对数学感兴趣的同学。 三.授课时间: 用两个学期的时间,完成教材前四章的教学。内容分别是:第一章函数与极限,第二章微积分的基本概念,第三章积分的计算及应用,第四章微分中值定理与泰勒公式。 本学期从小高考结束开始上课,本学期完成第一章、第二章、第四章的教学,下学期完成第二章的教学。 上课时间安排在每周五下午4:00~6:00。 下学期时间安排待定。 四.评价方法: 考试由北京大学统一出题,本学期考试时间在7月份,具体时间待定。 本课程的考试结果经北京大学认定后,可以计入北京大学非数学专业学分。 五.教材: 北京大学物理系使用的课本《高等数学》上册(第二版,李忠、周建莹编著)。 六.授课教师: 王刚 七.课程内容 第一章:函数与极限 §1 实数; §2 变量与函数; §3 序列极限; §4 函数的极限;

§5 连续函数; §6 闭区间上连续函数的性质 第二章:微积分的基本概念 §1 微商的概念; §2 复合函数的微商与反函数的微商; §3 无穷小量与微分; §4 一阶微分的形式不变性及其应用; §5 微分与近似计算 §6 高阶导数与高阶微分 §7 不定积分 §8 定积分 §9 变上限定积分 §10 微积分基本定理 第三章:积分的计算及其应用 §1 不定积分的换元法 §2 分部积分法 §3 有理式的不定积分与有理化方法 §4 定积分的分部积分法与换元积分法则§5 定积分的若干应用 第四章:微分中值定理与泰勒公式 §1 微分中值定理 §2 柯西中值定理与洛必达法则 §3 泰勒公式 §4 关于泰勒公式余项 §5 极值问题 §6 函数的凸凹性与作图

清华大学微积分习题(有答案版)

第十二周习题课 一.关于积分的不等式 1. 离散变量的不等式 (1) Jensen 不等式:设 )(x f 为],[b a 上的下凸函数,则 1),,,2,1),1,0(],,[1 ==∈?∈?∑=n k k k k n k b a x λλΛ,有 2),(1 1≥≤??? ??∑∑==n x f x f k n k k k n k k λλ (2) 广义AG 不等式:记x x f ln )(=为),0(+∞上的上凸函数,由Jesen 不等式可得 1),,,2,1),1,0(,01 ==∈?>∑=n k k k k n k x λλΛ,有 ∑==≤∏n k k k k n k x x k 1 1 λλ 当),2,1(1 n k n k Λ==λ时,就是AG 不等式。 (3) Young 不等式:由(2)可得 设111,1,,0,=+>>q p q p y x ,q y p x y x q p +≤1 1 。 (4) Holder 不等式:设11 1, 1,),,,2,1(0,=+>=≥q p q p n k y x k k Λ,则有 q n k q k p n k p k n k k k y x y x 111 11?? ? ????? ??≤∑∑∑=== 在(3)中,令∑∑======n k q k n k p k p k p k y Y x X Y y y X x x 1 1,,,即可。 (5) Schwarz 不等式: 2 1122 1 121?? ? ????? ??≤∑∑∑===n k k n k k n k k k y x y x 。 (6) Minkowski 不等式:设1),,,2,1(0,>=≥p n k y x k k Λ,则有 ()p n k p k p n k p k p n k p k k y x y x 11111 1?? ? ??+??? ??≤??????+∑∑∑=== 证明: ()()() () () ∑∑∑∑=-=-=-=+++=+?+=+n k p k k k n k p k k k n k p k k k k n k p k k y x y y x x y x y x y x 1 1 1 1 1 1 1

证明微积分基本公式

定义(定积分) 设函数f (x )是定义在闭区间[a ,b ]上的连续函数,用n + 1个分点 a = x 0 < x 1 < x 2 < … < x n – 1 < x n = b 把闭区间[a ,b ]划分成n 个小区间 [x 0,x 1],[x 1,x 2],…,[x i – 1,x i ],…,[x n – 1,x n ] 记各小区间[x i – 1,x i ](i = 1,2,…,n )的长度为Δx i = x i - x i – 1,在各小区间[x i – 1,x i ]内任取一点ξi ,取函数值f (ξi )与小区间长度Δx i 的乘积f (ξi )Δx i ,作和式 n n i i n i i i x f x f x f x f x f Δ)(Δ)(Δ)(Δ)(Δ)(22111ξξξξξ+++++=∑= 称为函数f (x )在区间[a ,b ]上的积分和。记各小区间的最大长度为d = max{Δx i },如果对于区间 [a ,b ]任意的划分和点ξi 在[x i – 1,x i ]上的任意取法,当d → 0时,积分和的极限存在,则称此极限为函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,简称积分,记为 ∑?=→=n i i i d b a x x f x x f 10Δ)(lim d )( 其中?为积分号,[a , b ]称为积分区间,f (x )称为被积函数,x 称为积分变量,a 称为积分下限,b 称为积分上限。如果函数f (x )在区间[a ,b ]上的积分存在,则称f (x )在[a ,b ]上可积。 上述定义中的积分限要求a < b ,实际上这个限制可以解除,补充两条规定: (1)当a = b 时,规定0d )(=?a a x x f ; (2)当a > b 时,规定??-=a b b a x x f x x f d )(d )(。 可以看出,这两条规定是合理的,其中第一条规定也可以根据第二条推出。 定理1(可积的必要条件) 如果函数f (x )在闭区间[a ,b ]上的可积,则f (x )在[a ,b ]上有界。 定理2(可积的充分条件) 1.如果函数f (x )在闭区间[a ,b ]上的连续,则f (x )在[a ,b ]上可积。 2.如果函数f (x )在闭区间[a ,b ]上的单调,则f (x )在[a ,b ]上可积。 3.如果在闭区间[a ,b ]内除去有限个不连续点外,函数f (x )有界,则f (x )在[a ,b ]上可积。 引理(微分中值定理) 设函数f (x )在闭区间[a ,b ]内连续,在开区间(a ,b )内可导,则至少存在一点ξ∈(a ,b ),成立等式 f (b ) ? f (a ) = f'(ξ)(b ? a ) 以上结论称为微分中值定理,等式称为微分中值公式。 设函数f (x )在闭区间[a ,b ]内连续,则可以证明f (x )在[a ,b ]上可积,于是存在新的函数F (x ),成立微分关系F'(x ) = f (x )或d F (x ) = f (x )d x ,则称F (x )为f (x )的一个原函数。试利用微分中值定理和定积分的定义证明微积分基本公式 )()()(d )(a F b F x F x x f b a b a -==? 这个公式又称为牛顿-莱布尼茨公式。 证明:

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一、函数与极限 1、集合的概念 一般地我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫集合(简称集)。集合具有确定性(给定集合的元素必须是确定的)和互异性(给定集合中的元素是互不相同的)。比如“身材较高的人”不能构成集合,因为它的元素不是确定的。 我们通常用大字拉丁字母A、B、C、……表示集合,用小写拉丁字母a、b、c……表示集合中的元素。如果a是集合A中的元素,就说a属于A,记作:a∈A,否则就说a不属于A,记作:a?A。 ⑴、全体非负整数组成的集合叫做非负整数集(或自然数集)。记作N ⑵、所有正整数组成的集合叫做正整数集。记作N+或N+。 ⑶、全体整数组成的集合叫做整数集。记作Z。 ⑷、全体有理数组成的集合叫做有理数集。记作Q。 ⑸、全体实数组成的集合叫做实数集。记作R。 集合的表示方法 ⑴、列举法:把集合的元素一一列举出来,并用“{}”括起来表示集合 ⑵、描述法:用集合所有元素的共同特征来表示集合。 集合间的基本关系 ⑴、子集:一般地,对于两个集合A、B,如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素,我们就说A、B有包含关系,称集合A为集合B的子集,记作A?B(或B?A)。。 ⑵相等:如何集合A是集合B的子集,且集合B是集合A的子集,此时集合A中的元素与集合B中的元素完全一样,因此集合A与集合B相等,记作A=B。 ⑶、真子集:如何集合A是集合B的子集,但存在一个元素属于B但不属于A,我们称集合A是集合B的真子集。 ⑷、空集:我们把不含任何元素的集合叫做空集。记作?,并规定,空集是任何集合的子集。 ⑸、由上述集合之间的基本关系,可以得到下面的结论: ①、任何一个集合是它本身的子集。即A?A ②、对于集合A、B、C,如果A是B的子集,B是C的子集,则A是C的子集。 ③、我们可以把相等的集合叫做“等集”,这样的话子集包括“真子集”和“等集”。 集合的基本运算 ⑴、并集:一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合称为A与B的并集。记作A ∪B。(在求并集时,它们的公共元素在并集中只能出现一次。) 即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。 ⑵、交集:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合称为A与B的交集。记作A ∩B。 即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。 ⑶、补集: ①全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集。通常记作U。

大一上微积分试题(山东大学)

数学试题 热工二班 温馨提示:各位同学请认真答题,如果您看到有的题目有种 似曾相识的感觉,请不要激动也不要紧张,沉着冷静的面对,诚实作答,相信自己,你可以的。祝你成功! 一、填空题(共5小题,每题4分,共20分) 1、 求极限2 2lim (1)(1)......(1)n n x x x →∞ +++= (1x <) 2、 曲线y=(2x-1)e x 1 的斜渐近线方程是( ) 3、 计算I=dx e x e x x ? -+2 2 41sin π π =( ) 4、 设y=x e x 1si n 1t an ,则'y =( ) 5、 已知()()() 100 2 1000 ln 1212x y x t t t ??=++-+? ?? ? ?dt ,求( ) ()x y 1001 二、选择题(共5小题,每题4分,共20分) 6、设()0 ()ln 1sin 0,1,1lim x x f x x A a a a →? ?+ ? ? ?=>≠-求20 ()lim x f x x →=( ) A.ln a B.Aln a C2Aln a D.A 7、函数 1.01 ().12 x x x f x e e x -≤

( ) A.当()f x 是偶函数时,()F x 必是偶函数 B.当()f x 是奇函数时,()F x 必是偶函数 C.当()f x 是周期函数时,()F x 必是周期函数 D.当()f x 是单调增函数时,()F x 必是单调增函数 9、设函数()f x 连续,则下列函数中必为偶函数的是( ) A.2 0()x f t dt ? B.2 0()x f t dt ? C[]0 ()()x t f t f t - -?dt D.[]0 ()()x t f t f t + -?dt 10、设函数y=()f x 二阶导数,且 () f x 的一阶导数大于0, ()f x 二阶导数也大于0,x 为自变量x在0x 处得增量,y 与dy 分 别为()f x 在点0 x 处的增量与微分,若x >0,则( ) A.0<dy < y B.0<y <dy C.y <dy <0 D.dy < y <0 三、计算,证明题(共60分) 11、求下列极限和积分 (1)222 22 sin cos (1)ln(1tan ) lim x x x x x x e x →--+(5分) (2)3 5 sin sin x xdx π -? (5分) (3)lim (cos 1cos x x x →∞ +-)(5分) 12.设函数()f x 具有一阶连续导数,且 " (0)f (二阶)存在,(0) f

常用微积分公式大全

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常用微积分公式 基本积分公式均直接由基本导数公式表得到,因此,导数运算的基础好坏直接影响积分的能力,应熟记一些常用的积分公式. 因为求不定积分是求导数的逆运算,所以由基本导数公式对应可以得到基本积分公式.。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)

对这些公式应正确熟记.可根据它们的特点分类来记. 公式(1)为常量函数0的积分,等于积分常数. 公式(2)、(3)为幂函数的积分,应分为与. 当时,, 积分后的函数仍是幂函数,而且幂次升高一次. 特别当时,有. 当时, 公式(4)、(5)为指数函数的积分,积分后仍是指数函数,因为 ,故(,)式右边的是在分母,不在分子,应记清. 当时,有. 是一个较特殊的函数,其导数与积分均不变. 应注意区分幂函数与指数函数的形式,幂函数是底为变量,幂为常数;指数函数是底为常数,幂为变量.要加以区别,不要混淆.它们的不定积分所采用的公式不同. 公式(6)、(7)、(8)、(9)为关于三角函数的积分,通过后面的学习还会增加其他三角函数公式.

公式(10)是一个关于无理函数的积分 公式(11)是一个关于有理函数的积分 下面结合恒等变化及不定积分线性运算性质,举例说明如何利用基本积分公式求不定积分. 例1 求不定积分. 分析:该不定积分应利用幂函数的积分公式. 解: (为任意常数) 例2 求不定积分. 分析:先利用恒等变换“加一减一”,将被积函数化为可利用基本积分公式求积分的形式. 解:由于,所以 (为任意常数) 例3 求不定积分.

(2020年编辑)大学高等数学教材

一、函数与极限 1、集合的概念 一般地我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫集合(简称集)。集合具有确定性(给定集合的元素必须是确定的)和互异性(给定集合中的元素是互不相同的)。比如“身材较高的人”不能构成集合,因为它的元素不是确定的。 我们通常用大字拉丁字母A、B、C、……表示集合,用小写拉丁字母a、b、c……表示集合中的元素。如果a是集合A中的元素,就说a属于A,记作:a∈A,否则就说a不属于A,记作:a?A。 ⑴、全体非负整数组成的集合叫做非负整数集(或自然数集)。记作N ⑵、所有正整数组成的集合叫做正整数集。记作N+或N+。 ⑶、全体整数组成的集合叫做整数集。记作Z。 ⑷、全体有理数组成的集合叫做有理数集。记作Q。 ⑸、全体实数组成的集合叫做实数集。记作R。 集合的表示方法 ⑴、列举法:把集合的元素一一列举出来,并用“{}”括起来表示集合 ⑵、描述法:用集合所有元素的共同特征来表示集合。 集合间的基本关系 ⑴、子集:一般地,对于两个集合A、B,如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素,我们就说A、B有包含关系,称集合A为集合B的子集,记作A?B(或B?A)。。 ⑵相等:如何集合A是集合B的子集,且集合B是集合A的子集,此时集合A中的元素与集合B中的元素完全一样,因此集合A与集合B相等,记作A=B。 ⑶、真子集:如何集合A是集合B的子集,但存在一个元素属于B但不属于A,我们称集合A是集合B的真子集。 ⑷、空集:我们把不含任何元素的集合叫做空集。记作?,并规定,空集是任何集合的子集。 ⑸、由上述集合之间的基本关系,可以得到下面的结论: ①、任何一个集合是它本身的子集。即A?A ②、对于集合A、B、C,如果A是B的子集,B是C的子集,则A是C的子集。 ③、我们可以把相等的集合叫做“等集”,这样的话子集包括“真子集”和“等集”。 集合的基本运算 ⑴、并集:一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合称为A与B的并集。记作A ∪B。(在求并集时,它们的公共元素在并集中只能出现一次。) 即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。 ⑵、交集:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合称为A与B的交集。记作A ∩B。 即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。 ⑶、补集:

最新大学微积分复习题

0201《微积分(上)》2015年06月期末考试指导 一、考试说明 考试题型包括: 选择题(10道题,每题2分或者3分)。 填空题(5-10道题,每题2分或者3分)。 计算题(一般5-7道题,共40分或者50分)。 证明题(2道题,平均每题10分)。 考试时间:90分钟。 二、课程章节要点 第一章、函数、极限、连续、实数的连续性 (一)函数 1.考试内容 集合的定义,集合的性质以及运算,函数的定义,函数的表示法,分段函数,反函数,复合函数,隐函数,函数的性质(有界性、奇偶性、周期性、单调性),基本初等函数,初等函数。 2.考试要求 (1)理解集合的概念。掌握集合运算的规则。 (2)理解函数的概念。掌握函数的表示法,会求函数的定义域。 (3)了解函数的有界性、奇偶性、周期性、单调性。 (4)了解分段函数、反函数、复合函数、隐函数的概念。 (5)掌握基本初等函数的性质和图像,了解初等函数的概念。 (二)极限 1.考试内容 数列极限的定义与性质,函数极限的定义及性质,函数的左极限与右极限,无穷小与无穷大的概念及其关系,无穷小的性质及无穷小的比较,极限的四则运算,极限存在的两个准则(单调有界准则和夹逼准则),两个重要极限。 2.考试要求 (1)理解数列及函数极限的概念 (2)会求数列极限。会求函数的极限(含左极限、右极限)。了解函数在一点处极限存在的充分必要条件。 (3)了解极限的有关性质(惟一性,有界性)。掌握极限的四则运算法则。 (4)理解无穷小和无穷大的概念。掌握无穷小的性质、无穷小和无穷大的关系。了解高阶、同阶、等价无穷小的概念。 (5)掌握用两个重要极限求极限的方法。 (三)连续 1.考试内容 函数连续的概念,左连续与右连续,函数的间断点,连续函数的四则运算法则,复合函数的连续性,反函数的连续性,初等函数的连续性,闭区间上连续函数的性质(最大值、最小值定理,零点定理)。 2.考试要求 (1)理解函数连续性的概念(含左连续、右连续)。会求函数的间断点。

微积分基本公式

微积分基本公式 下面我们先从实际问题中寻找解决问题的线索.为此,我们对变速直线运动中遇到的位置函数)(t s 及速度函数)(t v 之间的联系作进一步的研究. 一、变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系 有一物体在一直线上运动.在这直线上取定原点、正向及长度单位,使它成为一数轴.设时刻t 时物体所在位置为)(t s ,速度为)(t v .(为了讨论方便起见,可以设0)(≥t v .) 从第一节知道:物体在时间间隔[]21 ,T T 内经过的路程可以用速度函数)(t v 在[]21 ,T T 上的定积分?2 1 d )(T T t t v 来表达;另一方面,这段路程又可以通过位置函数)(t s 在区间[] 21 ,T T 上增量)()(12T s T s -来表达.由此可见,位置函数)(t s 与速度函数)(t v 之间有如下关系: ) ()(d )(122 1 T s T s t t v T T -=? . (1) 因为)()(t v t s =',即位置函数)(t s 是速度函数)(t v 的原函数,所以关系式 (1) 表示,速度函数)(t v 在区间[]21 ,T T 上的定积分等于)(t v 的原函数)(t s 在区间[]21 ,T T 上的增量:)()(12T s T s -. 上述从变速直线运动的路程这个特殊问题中得出的关系,在一定条件下具有普遍性.事实上,我们将在第三目中证明,如果函数)(x f 在区间] ,[b a 上连续,那么,)(x f 在区间 ] ,[b a 上的定积分就等于)(x f 的原函数(设为)(x F )在区间] ,[b a 上的增量:)()(a F b F -. 二、积分上限的函数及其导数 设函数)(x f 在区间] ,[b a 上连续,并且设x 为] ,[b a 上的一点.现在我们来考察)(x f 在部分区间] ,[x a 上的定积分 ? x a x x f d )(. 首先,由于)(x f 在区间] ,[x a 上仍旧连续,因此这个定积分存在.这时,x 既表示定积分的上限,又表示积分变量.因为定积分与积分变量的记法无关,所以,为了明确起见,可以把积分变量改用其他符号,例如用t 表示,则上面的定积分可以写成 ? x a t t f d )(

大一微积分练习题及答案

《微积分(1)》练习题 一.单项选择题 1.设()0x f '存在,则下列等式成立的有( ) A . ()()()0000 lim x f x x f x x f x '=?-?-→? B .()()()0000lim x f x x f x x f x '-=?-?-→? C .()()()0000 2lim x f h x f h x f h '=-+→ D .()()()00002 1 2lim x f h x f h x f h '=-+→ 2.下列极限不存在的有( ) A .201 sin lim x x x → B .12lim 2+-+∞→x x x x C . x x e 1 lim → D .() x x x x +-∞ →63 2 21 3lim 3.设)(x f 的一个原函数是x e 2-,则=)(x f ( ) A .x e 22-- B .x e 2- C .x e 24- D . x xe 22-- 4.函数?? ? ??>+=<≤=1,11,110,2)(x x x x x x f 在[)+∞,0上的间断点1=x 为( )间断点。 A .跳跃间断点; B .无穷间断点; C .可去间断点; D .振荡间断点 5. 设函数()x f 在[]b a ,上有定义,在()b a ,内可导,则下列结论成立的有( ) A . 当()()0

5.2 微积分基本公式-习题

1.设函数0 cos x y tdt = ?,求'(0)y ,'()4 y π。 【解】由题设得'()cos y x x =, 于是得 '(0)cos01y ==,'()cos 4 4 2 y ππ == 。 2.计算下列各导数: ⑴20x d dx ?; 【解】20x d dx ?2)x =2= ⑵ 1t d dt dx ; 【解】1t d dt dx 1 ()t d dt dx =-=-=。 ⑶ cos 2 sin cos()x x d t dt dx π?; 【解】cos 2sin cos()x x d t dt dx π?0cos 2 2sin 0[cos()cos()]x x d t dt t dt dx ππ=+?? 》 0cos 22 sin 0cos()cos()x x d d t dt t dt dx dx ππ= +?? sin cos 2200 [cos()]cos()x x d d t dt t dt dx dx ππ=-+?? 22cos(sin )(sin )cos(cos )(cos )d d x x x x dx dx ππ=-+ 22cos(sin )cos cos[(1sin )](sin )x x x x ππ=-+-- 22cos(sin )cos cos(sin )sin x x x x πππ=--- 22cos(sin )cos cos(sin )sin x x x x ππ=-+ 2cos(sin )(sin cos )x x x π=-。 ⑷2ln 1 x x d dt dx t ?。 【解】 2ln 1x x d dt dx t ?21ln 11 1[]x x d dt dt dx t t =+?? 21ln 111x x d d dt dt dx t dx t =+?? …

高等数学(同济大学教材第五版)复习提纲

高等数学(同济大学教材第五版)复习提纲 第一章函数与极限:正确理解、熟练掌握本章内容,求各类函数的极限,尤其是未定式与幂指函数求极限 第二章导数与微分:正确理解、熟练掌握本章内容,各类函数的求导与微分的基本计算 第三章微分中值定理与导数的应用:熟练掌握本章的实际应用,研究函数的性态,证明相关不等式 第四章不定积分:正确理解概念,会多种积分方法,尤其要用凑微分以及一些需用一定技巧的函数类型 第五章定积分:正确理解概念,会多种积分方法,有变限函数参与的各种运算 第六章定积分的应用:掌握定积分的实际应用 第七章空间解析几何和向量代数:熟练掌握本章的实际应用 高等数学(1)期末复习要求 第一章函数、极限与连续函数概念

理解函数概念,了解分段函数,熟练掌握函数的定义域和函数值的求法。 2.函数的性质 知道函数的单调性、奇偶性、有界性和周期性,掌握判断函数奇偶性的方法。 3.初等函数 了解复合函数、初等函数的概念;掌握六类基本初等函数的主要性质和图形。 4.建立函数关系 会列简单应用问题的函数关系式。 5.极限:数列极限、函数极限 知道数列极限、函数极限的概念。 6.极限四则运算 掌握用极限的四则运算法则求极限. 7.无穷小量与无穷大量 了解无穷小量的概念、无穷小量与无穷大量之间的关系,无穷小量的性质。 8.两个重要极限 了解两个重要极限,会用两个重要极限求函数极限。 9.函数的连续性 了解函数连续性的定义、函数间断点

的概念; 会求函数的连续区间和间断点,并判别函数间断点的类型; 知道初等函数的连续性,知道闭区间上的连续函数的几个性质 (最大值、最小值定理和介值定理)。 第二章导数与微分 1.导数概念:导数定义、导数几何意义、函数连续与可导的关系、高阶导数。 理解导数概念; 了解导数的几何意义,会求曲线的切线和法线方程;知道可导与连续的关系,会求高阶导数概念。 2.导数运算 熟记导数基本公式,熟练掌握导数的四则运算法则、复合函数的求导的链式法则。 掌握隐函数的求一阶导及二阶导。 会求参数表示的函数的一阶导及二阶导 会用对数求导法:解决幂指函数的求

大学高等数学上习题(附答案)

《高数》习题1(上) 一.选择题 1.下列各组函数中,是相同的函数的是( ). (A )()()2ln 2ln f x x g x x == 和 (B )()||f x x = 和 ( )g x =(C )()f x x = 和 ( )2 g x = (D )()|| x f x x = 和 ()g x =1 4.设函数()||f x x =,则函数在点0x =处( ). (A )连续且可导 (B )连续且可微 (C )连续不可导 (D )不连续不可微 7. 211 f dx x x ??' ???? 的结果是( ). (A )1f C x ?? - + ??? (B )1f C x ?? --+ ??? (C )1f C x ?? + ??? (D )1f C x ?? -+ ??? 10.设()f x 为连续函数,则()10 2f x dx '?等于( ). (A )()()20f f - (B )()()11102f f -????(C )()()1 202f f -??? ?(D )()()10f f - 二.填空题 1.设函数()21 00x e x f x x a x -?-≠? =??=? 在0x =处连续,则a = . 2.已知曲线()y f x =在2x =处的切线的倾斜角为5 6 π,则()2f '=. 3. ()21ln dx x x = +?. 三.计算 1.求极限 ①21lim x x x x →∞+?? ??? ②() 20sin 1 lim x x x x x e →-- 2.求曲线()ln y x y =+所确定的隐函数的导数x y '. 3.求不定积分x xe dx -?

大学微积分l知识点总结(一)

大学微积分I 知识点总结 【第一部分】大学阶段准备知识 1、不等式: 2 2 a b 2ab 3 abc c 3 3abc a b a 2 b 2 2 ' 2 当且仅当,a i b i 为常数,i 1,2,3...n 时取等号 2、函数周期性和对称性的常用结论 1、若 f (X+a ) =± f (X+b ),则 f (x )具有周期性;若 f (a+X )=± f (b-X ),则 f ( X )具有对 称性。 双向不等式: 扩展:若有y -b b 两侧均在ab > 0或ab < 0时取等号 且x 1 n 则的最大值为:Xl X2 ... X n n x 1 ?X 2?...?X n , X 2 ... x n p p 为常数 柯西不等式: ^设 a i 、a 2、...a n , b i 、 b 2、..?b n 均是实数,则有: a 〔 b-] a 2 2 2 2 a n b n a i a 2 2 2 2 ... a n b| b ? bn 2 a i a 2??? a n n n

口诀:“内同表示周期性,内反表示对称性” 2、周期性 (1) 若f (x+a) =f (b+x),贝U T=|b-a| (2) 若f (x+a) =-f (b+x),则T=2|b-a| (3) 若f (x+a) =± 1/f (x),贝U T=2a (4) 若f (x+a)=【1-f (x)】/【1+f (x)】,则T=2a (5) 若f (x+a)=【1+f (x)】/【1-f (x)】,则T=4a 3、对称性 (1) 若f (a+x) =f (b-x),贝U f (x)的对称轴为x= (a+b) /2 (2) 若f (a+x) =-f (b-x) +c,则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,0)和(b,0),(a^b),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 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 正弦sin 余弦cos 十「十n 正切tan b,0) ,( a^ b),

近十份大学微积分下期末试题汇总(含答案)

浙江大学2007-2008学年春季学期 《微积分Ⅱ》课程期末考试试卷 一 、填空题(每小题5分,共25分,把答案填在题中横线上) 1.点M (1,-1, 2)到平面2210x y z -+-=的距离d = . 2.已知2a = ,3b = ,3a b ?= ,则a b += . 3.设(,)f u v 可微,(,)y x z f x y =,则dz = . 4.设()f x 在[0,1]上连续,且()f x >0, a 与b 为常数.()}{,01,01D x y x y = ≤≤≤≤,则 ()() ()() D af x bf y d f x f y σ++?? = . 5.设(,)f x y 为连续函数,交换二次积分次序 2220 (,)x x dx f x y dy -=? ? . 二 、选择题(每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题 目要求的,把所选字母填入题后的括号内) 6.直线l 1: 155 121x y z --+==-与直线l 2:623 x y y z -=??+=?的夹角为 (A ) 2π . (B )3π . (C )4π . (D )6 π . [ ] 7.设(,)f x y 为连续函数,极坐标系中的二次积分 cos 2 0d (cos ,sin )d f r r r r π θθθθ? ? 可以写成直角坐标中的二次积分为 (A )100(,)dy f x y dx ?? (B )1 00(,)dy f x y dx ?? (C ) 10 (,)dx f x y dy ? ? (D )10 (,)dx f x y dy ?? [ ] 8.设1, 02 ()122, 12 x x f x x x ? ≤≤??=??-≤?? ()S x 为()f x 的以2为周期的余弦级数,则5()2S -= (A ) 12. (B )12-. (C )34. (D )3 4 -. [ ] <

高等数学常用积分公式查询表

导数公式: 基本积分表: 1.d x ax b +?=1ln ax b C a ++ 2.()d ax b x μ+?=11()(1) ax b C a μμ++++(1μ≠-) 3.d x x ax b +?=21(ln )ax b b ax b C a +-++ 5.d ()x x ax b +?=1ln ax b C b x +-+ 6.2d ()x x ax b +?=21ln a ax b C bx b x +-++ 10 .x C 19.22d x x a +?=1arctan x C a a + 21.22d x x a -?=1ln 2x a C a x a -++ 23.2d x x ax b +?=21ln 2ax b C a ++ 24.2 2d x x ax b +?=2d x b x a a ax b -+? a x x a a a x x x x x x x x x x a x x ln 1)(log ln )(cot csc )(csc tan sec )(sec csc )(cot sec )(tan 22='='?-='?='-='='222211)cot (11)(arctan 11)(arccos 11)(arcsin x x arc x x x x x x +-='+='--='-='

31. 1arsh x C a +=ln(x C + 32. =C + 33. x =C 34. x =C + 35.2 x =2ln(2a x C -++ 39. x 2 ln(2a x C +++ 43.x a C + 44.2d x x ?=ln(x C +++ 47. x =C 53.x 2 ln 2 a x C 57.x =arccos a a C x + 59. arcsin x C a + 61. x =C

高等数学常用积分公式查询表

导数公式: 基本积分表: 三角函数的有理式积分: a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22 = '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π

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