高数知识点总结公式
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高数知识点总结公式
1.极限相关公式:
(1)λ-δ定义:对于任意正实数ε,其中λ和δ为常数,如果当0<|x-a| <δ时,|f(x)-L|<ε,则称函数f(x)在x趋于a时以L为极限,记为limx→af(x)=L。(其中ε、δ、λ具有一定联系)
(2)夹逼准则:设f(x)≤g(x)≤h(x) (a limx→ah(x) = L,则有 limx→ag(x)=L。 (3)左右极限定义: 右极限limx→+0f(x)=L:对任意ε>0,存在δ>0,当0 左极限limx→-0f(x)=L:对任意ε>0,存在δ>0,当a (4)无穷大定义:对于任意M>0,都存在δ>0,使得当0<|x-a|<δ时,有f(x)>M或f(x)<-M,称f(x)当x趋于a时趋于正无穷或负无穷,记为limx→af(x)=+∞或-∞。 (5)无穷小定义:如果在x→a 的极限过程中,函数f(x)的值变化趋向于0,则称函数f(x)为x→a时的无穷小,记作f(x)=o(1)或limx→af(x)=0,其中o(1)是第一个震荡频率。 (6)洛必达法则:设函数f(x),g(x)具有一阶导函数,且存在limx→a f(x)=limx→ag(x)=0,当x→a时,g'(x)≠0,则limx→a f(x) / g(x) = limx→a f'(x) / g'(x)。 2.微分相关公式 (1)导数的定义:函数y=f(x)在点x处的导数是指当x沿着x轴正方向变动一个无穷小量Δx时,函数值f(x)所发生的变化量Δy与Δx的比值,即:f' (x) = limΔx→0 (f (x+Δx)−f (x)) / Δx。 (2)常见函数的导数: sin x的导数是cos x cos x的导数是-sin x tan x的导数是sec^2 x cot x的导数是-csc^2 x ln x的导数是1 / x e^x的导数是e^x (3)导数的运算法则 和法则:(u+v)'=u'+v' 差法则:(u-v)'=u'-v' 乘法法则:(uv)'=u'v+uv' 除法法则:(u/v)'=(u'v-uv') / v^2 复合函数求导:设y=f(u),u=g(x),则y=f[g(x)]的导数为dy / dx = dy / du * du / dx (4)高阶导数的定义: 如果函数y=f(x)在某点x0的邻域内存在导数y',则f(x)在x0处有一阶导数;如果f(x)在x0的某邻域内存在一阶导数y',且y'在x0处也有导数,则称f(x)在x0处存在二阶导数,记为y''),y''=(y')';一般地,如果f(x)的n-1阶导数f^(n-1)(x)在x0的邻域内存在,且f^(n-1)(x)可导,则称f(x)在x0处存在n阶导数,记为fn(x0),f^(n)(x0)或(dn / dx^n)f(x0)。 3.微积分及其应用公式 (1)定积分的定义:在区间[a,b]上,将[a,b]分成n个小区间,设xi和xi+1是第i个区间的两个端点,ξi是第i个区间内任意一点,则定积分的极限形式为: ∫abf(x)dx=lim{n→∞}∑i=1nf(ξi)(xi+1−xi); 定积分中的可积性条件:(1)f(x)在[a,b]上有界。(2)f(x)在[a,b]上只有有限个间断点。(3)f(x)在[a,b]上只有有限个可去和非可去奇点。(4)f(x)在[a,b]上只有可积或不可积的间断点。(5)f(x)在[a,b]上具有或没有极值。 (2)基本积分公式 ∫xdx=1/2x^2+C ∫1xdx=ln|x|+C ∫ecxdx=1/c ecx+C (3)分部积分法:∫udv=uv-∫vdu (4)换元积分法:设函数u=g(x)在区间[a,b]上具有一阶连续偏导数,则有:∫f(g(x))g'(x)dx=∫f(u)du 从而∫f(x)dx=[∫f[g(t)]g'(t)dt] / dx。 (5)微积分基本定理(牛顿莱布尼茨公式):设f(x)在区间[a,b]上连续,则∫abf(x)dx=F(b)-F(a),其中,F(x)是f(x)在[a,b]上的一个原函数。 (6)用定积分求面积公式:若f(x)在[a,b]上连续,y=k(k>0,即f(x)≥0)与x轴相交于x=c和x=d(c≤d),则图形S的面积为:S=∫dcf(x)dx + ∫cdbf(x)dx. (7)微小元法:设y=f(x)在x=a处的导数为f(a),当x在a处增量Δx很小时,对应于y的增量Δy趋近于直线y=f(a)·Δx,Δy=dy=f(a)·(x-a)。(其中,dy表示y的微小增量,a表示x的固定值) 如果此时再取间隔相等的n个x值,x1=a,x2=a+h,x3=a+2h,…,xn-1=a+(n-1)·h,xn=a+n·h,h=(b-a)/n,对应的y值为y1,y2,y3,…,yn,将各段长为h的微小矩形组成的面积加起来,就可以得到函数y=f(x)在[a,b]上的定积分:∫abf(x)dx=limn→∞∑i=1n f(ai)(xi+1−xi),其中xi+1−xi=h,记为ai=e+ih。 (8)微积分中值定理(罗尔定理):若函数f(x)在区间[a,b]上连续,且在区间(a,b)内可导,并且f(a)=f(b),则在(a,b)内至少存在一点ξ(a<ξ (9)拉格朗日中值定理(一阶):若函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且在开区间(a,b)内可导,则在(a,b)内至少存在一点ξ(a<ξ (10)泰勒公式:设函数f(x)在区间[a,b]上k+1次全体导数存在,且在[a,b]的某个点x0处进行展开,则对于f(x)的任意一点x∈[a,b],如果将f(x)在x0处展开为f(x)的多项式,即 f(x) = f(x0) + f'(x0)(x-x0) + f''(x0)(x-x0)^2/2! + ...f(k)(x0)(x-x0)^k/k! + Rk(x),其中Rk(x)是泰勒余项,代表f(x)-Tn(x)的修正,有以下三种类型: 1.拉格朗日余项(泰勒余项):在a、b两点之间存在某个ξ使得Rk(x) = (f^(k+1)(ξ)(x-x0)^k+1) / (k+1)!。 2.柯西余项:若存在某个ξ∈(a,b),使得Rk(x) = (1/(k+1)!) * (x-ξ)^k+1 * f^(k+1)(x)。 3.佩亚诺余项:若k大于等于2,则有Rk(x) = o((x-x0)^k)。(其中,o是小o符号)