高数复习资料
- 格式:docx
- 大小:19.95 KB
- 文档页数:15
《高等数学》课程复习资料一、填空题:1.设2)(xx a a x f -+=,则函数的图形关于 对称。
2.若2sin x x y x x <<=+≤<⎧⎨⎩-20102,则=)2(πy .3.极限limsinsin x x x x→=021。
4.已知22lim 222=--++→x x bax x x ,则=a ,=b 。
5.已知0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无穷小,则常数a = 6.设)(22y z y z x ϕ=+,其中ϕ可微,则yz∂∂= 。
7.设2e yz u x =,其中),(y x z z =由0=+++xyz z y x 确定的隐函数,则=∂∂)1,0(xu 。
8.设ϕϕ,),()(1f y x y xy f x z ++=具有二阶连续导数,则=∂∂∂yx z 2 。
9.函数y x xy xy y x f 22),(--=的可能极值点为 和 。
10.设||)1(sin ),(22xy x y x y x f -+=则'y f =(1,0) 。
11.=⎰xdx x 2sin 212.[0,]cos ,sin y x y x π==在区间上曲线之间所围图形的面积为 。
13.若21d e 0=⎰∞+-x kx ,则k = 。
14.设D:221x y +≤,则由估值不等式得 ⎰⎰≤++≤Ddxdy y x)14(2215.设D 由22,,,y x y x y y ====212围成(0x ≥),则(),Df x y d σ⎰⎰在直角坐标系下的两种积分次序为 和 。
16.设D 为01,01y x x ≤≤-≤≤,则Dfdxdy ⎰⎰的极坐标形式的二次积分为 。
17.设级数∑∞=+121n pn收敛,则常数p 的最大取值范围是 。
18.=+-+-⎰10 642)!3!2!11(dx x x x x 。
19.方程01122=-+-ydy xdx 的通解为 。
第四章 中值定理,导数的应用§4.1 中值定理一、单项选择题1、下列函数在给定区间上满足罗尔定理条件的是 (A) .(A) 256,[2,3]y x x =-+ (B) e ,[0,1]x y x -= (C)[0,2]y = (D) 1,5,[0,5]1,5x x y x +<⎧=⎨≥⎩ 2、下列函数在给定区间上不满足拉格朗日中值定理条件的是 (B) . (A) 22,[1,1]1x y x =-+ (B) ,[1,2]y x =- (C) 32452,[0,1]y x x x =-+- (D) 2ln(1),[0,3]y x =+3、函数3y x =在[1,2]-上满足拉格朗日中值定理的ξ= (B) .(A) 0 (B) 1 (C) 12 (D) 324、设()y f x =是(,)a b 内的可导函数,,x x x +∆是(,)a b 内任意两点,则 (C) .(A) ()y f x x '∆=∆(B) 在,x x x +∆之间恰有一点ξ,使()y f x ξ'∆=∆(C) 在,x x x +∆之间至少有一点ξ,使()y f x ξ'∆=∆(D) 对于,x x x +∆之间任意一点ξ,均有()y f x ξ'∆=∆5、设()f x 在[,]a b 上有定义,在(,)a b 内可导,则 (B) .(A) 当()()0f a f b ⋅<时,存在(,)a b ξ∈,使得()0f ξ=(B) 对于任何(,)a b ξ∈,有lim[()()]0x f x f ξξ→-= (C) 当()()f a f b =时,存在(,)a b ξ∈,使得()0f ξ'=(D) 存在(,)a b ξ∈,使得()()()()f b f a f b a ξ'-=-析:ABC 均要求()f x 在[,]a b 上连续.二、证明题1、已知()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(1)0f =.求证至少存在一点(0,1)ξ∈,使()()f f ξξξ'=-.证明 令()()F x xf x =,则()()()F x f x xf x ''=+,由题设知()F x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)0(0)0,(1)1(1)0F f F f =⋅==⋅=.所以根据罗尔定理,至少存在一点(0,1)ξ∈,使得()0F ξ'=,即()()0f xf ξξ'+=,从而()()f f ξξξ'=-. 2、用拉格朗日中值定理证明:0x >时,ln(1)1x x x x <+<+. 证明 令()ln(1)f x x =+,1()1f x x'=+.显然()f x 在[0,]x 上连续,在(0,)x 内可导.根据拉格朗日中值定理,()(0)()(0)(0)f x f f x x ξξ'-=-<<,即ln(1)1x x ξ+=+, 又 11x x x x ξ<<++,所以当0x >时,有ln(1)1x x x x<+<+. 3、证明方程510x x +-=只有一个正实根.证明 ①存在性 令5()1f x x x =+-,则(0)10,(1)10f f =-<=>,据零点定理,至少存在一点(0,1)ξ∈,使得()0f ξ=,即方程510x x +-=至少有一实根(0,1)ξ∈.②唯一性 用反证法,假设方程510x x +-=有两个实根12,x x 且12x x <,则有12()()0f x f x ==,又()f x 在12[,]x x 上连续,在12(,)x x 内可导,根据罗尔定理知,至少存在一点12(,)x x η∈,使得()0f η'=,即4510η+=,矛盾.所以510x x +-=只有一个实根.综合①②知,方程510x x +-=只有一个正实根.。
高等数学复习第一讲函数、连续与极限一、理论要求1.函数概念与性质函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期)几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数)2.极限极限存在性与左右极限之间的关系夹逼定理和单调有界定理会用等价无穷小和罗必达法则求极限3.连续函数连续(左、右连续)与间断理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值)二、题型与解法A.极限的求法(1)用定义求(2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子)(3)变量替换法(4)两个重要极限法(5)用夹逼定理和单调有界定理求(6)等价无穷小量替换法(7)洛必达法则与Taylor级数法(8)其他(微积分性质,数列与级数的性质)1.612arctan lim )21ln(arctan lim3030-=-=+->->-x x x x x x x x (等价小量与洛必达)2.已知2030)(6lim 0)(6sin limxx f x x xf x x x +=+>->-,求 解:20303')(6cos 6lim )(6sin limx xy x f x x x xf x x x ++=+>->- 72)0(''06)0(''32166'''''36cos 216lim6'''26sin 36lim 00=∴=+-=++-=++-=>->-y y xy y x x xy y x x x362722''lim 2'lim )(6lim0020====+>->->-y x y x x f x x x (洛必达)3.121)12(lim ->-+x xx x x (重要极限) 4.已知a 、b 为正常数,xx x x b a 30)2(lim +>-求 解:令]2ln )[ln(3ln ,)2(3-+=+=x x x x x b a xt b a t 2/300)()ln(23)ln ln (3limln lim ab t ab b b a a b a t xx x x x x =∴=++=>->-(变量替换) 5.)1ln(12)(cos lim x x x +>- 解:令)ln(cos )1ln(1ln ,)(cos 2)1ln(12x x t x t x +==+ 2/100212tan limln lim ->->-=∴-=-=e t x x t x x (变量替换)6.设)('x f 连续,0)0(',0)0(≠=f f ,求1)()(lim22=⎰⎰>-xx x dtt f xdtt f(洛必达与微积分性质)7.已知⎩⎨⎧=≠=-0,0,)ln(cos )(2x a x x x x f 在x=0连续,求a解:令2/1/)ln(cos lim 2-==>-x x a x (连续性的概念)三、补充习题(作业) 1.3cos 11lim-=---->-xx x e x x (洛必达)2.)1sin 1(lim 0xx ctgx x ->- (洛必达或Taylor ) 3.11lim 22=--->-⎰x xt x edte x (洛必达与微积分性质)第二讲 导数、微分及其应用一、理论要求 1.导数与微分导数与微分的概念、几何意义、物理意义会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导) 会求平面曲线的切线与法线方程2.微分中值定理 理解Roll 、Lagrange 、Cauchy 、Taylor 定理 会用定理证明相关问题3.应用会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图 会计算曲率(半径)二、题型与解法A.导数微分的计算 基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导1.⎩⎨⎧=+-==52arctan )(2te ty y t x x y y 由决定,求dx dy2.x y x y x x y y sin )ln()(32+=+=由决定,求1|0==x dxdy解:两边微分得x=0时y x y y ==cos ',将x=0代入等式得y=1 3.y x x y y xy+==2)(由决定,则dx dy x )12(ln |0-==B.曲线切法线问题4.求对数螺线)2/,2/πθρρπθe e (),在(==处切线的直角坐标方程。
高等数学复习资料大全高等数学复习资料大全一、函数的极限1、函数极限的定义:当函数f(x)在x趋近于某一值时,函数值无限接近于某一确定的数值A,则称A为函数f(x)在x趋近于这一值时的极限。
2、函数极限的性质:(1)唯一性:若极限存在,则唯一。
(2)局部有界性:在极限附近的函数值有界。
(3)局部保号性:在极限附近,函数值的符号保持不变。
(4)归结原则:若在某一区间内,f(x)恒等于A,则A为f(x)在该区间内的极限。
3、极限的四则运算:设、存在,则、也存在,且、、、。
4、复合函数的极限:设、存在,且g(x)在u=a处连续,则、存在,且、。
5、无穷小与无穷大:(1)无穷小:若当x趋近于某一值时,函数f(x)的极限为0,则称f(x)为当x趋近于这一值时的无穷小。
(2)无穷大:若当x趋近于某一值时,函数f(x)的绝对值无限增大,则称f(x)为当x趋近于这一值时的无穷大。
6、两个重要极限:(1)sin x / x = 1 (x趋近于0);(2)(1+k)^ x / kx = e^k (k为常数且k趋近于0)。
二、导数与微分1、导数的定义:设y=f(x),若增量 / 趋于0时,之间的比值也趋于0,则称f(x)在处可导,称此比值为f(x)在处的导数。
2、导数的几何意义:函数在某一点处的导数就是曲线在该点处的切线的斜率。
3、微分的定义:设y=f(x),若函数的增量可以表示为,其中A不依赖于,则称在处可微分,为f(x)在处的微分。
4、导数与微分的关系:若函数在某一点处可导,则在该点处必可微分;反之,若函数在某一点处可微分,则在该点处不一定可导。
5、导数的计算方法:(1)四则运算导数公式;(2)复合函数的导数;(3)隐函数求导法;(4)对数求导法;(5)高阶导数。
三、不定积分1、不定积分的定义:设f(x)是一个函数,是一个常数,则对f(x)进行积分所得的结果称为f(x)的不定积分,记为或。
2、不定积分的性质:(1)线性性质:和都存在,且;(2)恒等性质:都存在,且。
§2.6 无穷小的比较一、填空题1、当1x →时,1x -与31x -是 同价 无穷小,1x -与()2121x -是 等价 无穷小. 2、当0x →时,22x x -与23x x -相比, 23x x - 是比 22x x - 高阶的无穷小.3、已知当0x →时,()13211ax+-与cos 1x -是等价无穷小,则a = 32-.析:()()132220021113lim lim (0,11)cos 12sin a x x x ax ax x x ax x →→+-=→++--220233lim 1,3224x a xa x a→==-=∴=--⋅.4、若221()1ax bx c x x ο=+++-,则a = 1 ,b = 1 ,c = 1 . 析:221()1ax bx c x x ο=+++-,即221()1ax bx c x xο---=-23222001()()()(1)1lim 0,lim 0(1)x x ax bx c ax a b x b c x c x x x x →→-++----+--∴=∴=- 10,0,0,1c b c a b a b c ∴-=-=-=∴===. 5、若232lim43x x x kx →-+=-,则k = 3- . 6、20e 1limx x x→-= 2 . 7、()0ln 12lim sin x x x→-= 2- .二、单项选择题1、设31(),()11xf xg x x x-==-+,则当1x →时结论成立的是 D . (A)f 与g 是等价无穷小 (B )f 是比g 高阶的无穷小(C)f 是比g 低阶的无穷小 (D)f 与g 是同价无穷小,但不等价 2、当0x →时,()2cos cos 23x x -是2x 的 D . (A) 高阶无穷小 (B) 同价无穷小,但不等价 (C) 低阶无穷小 (D) 等价无穷小析:()22202cos cos 22cos 12sin 3lim 3x x x x xx x→--+= 22222002sin 2sin lim 2lim 3xx x x x x →→⎡⎤-=+⎢⎥⎣⎦=21232213432⎡⎤-⋅+=⋅=⎢⎥⎣⎦. 三、求下列函数的极限 1、30tan sin limsin x x xx→- 解:2333000tan sin tan (1cos )12lim lim lim sin sin 2x x x x x x x x x x x x →→→⋅--===. (因为0x →时,tan sin xx x ,21cos 2x x-) 2、201cos lim(arcsin )x mxx →-解:201cos lim (arcsin )x mxx →-222202sin 2lim222x mxm m x →⎛⎫===⎪⎝⎭.3、()211lim ln ()122nn n na a n a →∞⎛⎫-+≠ ⎪ ⎪-⎝⎭解:2111lim ln lim ln 1lim ln 1(12)(12)(12)nnn n n n na n n a n a n a →∞→∞→∞⎡⎤⎡⎤⎡⎤-+=+=⋅+⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎣⎦11,ln 1(12)(12)1lim(12)12n n n a n a n n a a→∞→∞+--⎛⎡⎤⎫== ⎪⎢⎥--⎝⎣⎦⎭. 4、()222sec 1lim3sin x x x x→-解:原式()2222222224000112sin 1cos cos 2lim lim lim 3sin cos 3sin 3x x x x x x x x x x x x →→→⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭===⋅⋅ 440412lim312x x x →⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭==.四、已知222lim 22x x ax bx x →++=--,求常数,a b 。
《高等数学复习》教程第一讲 函数、连续与极限一、理论要求 1.函数概念与性质 函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期) 几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数) 2.极限极限存在性与左右极限之间的关系 夹逼定理和单调有界定理会用等价无穷小和罗必达法则求极限 3.连续函数连续(左、右连续)与间断理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值)二、题型与解法A.极限的求法 (1)用定义求(2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子) (3)变量替换法 (4)两个重要极限法(5)用夹逼定理和单调有界定理求 (6)等价无穷小量替换法(7)洛必达法则与Taylor 级数法(8)其他(微积分性质,数列与级数的性质) 1.612arctan lim )21ln(arctan lim3030-=-=+->->-xx x x x x x x (等价小量与洛必达) 2.已知2030)(6lim0)(6sin limx x f x x xf x x x +=+>->-,求 解:20303')(6cos 6lim )(6sin limx xy x f x x x xf x x x ++=+>->- 72)0(''06)0(''32166'''''36cos 216lim6'''26sin 36lim 00=∴=+-=++-=++-=>->-y y xy y x x xy y x x x362722''lim 2'lim )(6lim0020====+>->->-y x y x x f x x x (洛必达) 3.121)12(lim ->-+x xx x x (重要极限)4.已知a 、b 为正常数,xx x x b a 30)2(lim +>-求 解:令]2ln )[ln(3ln ,)2(3-+=+=x x x x x b a xt b a t 2/300)()ln(23)ln ln (3limln lim ab t ab b b a a b a t xx x x x x =∴=++=>->-(变量替换) 5.)1ln(12)(cos lim x x x +>-解:令)ln(cos )1ln(1ln ,)(cos 2)1ln(12x x t x t x +==+ 2/100212tan limln lim ->->-=∴-=-=e t x x t x x (变量替换)6.设)('x f 连续,0)0(',0)0(≠=f f ,求1)()(lim22=⎰⎰>-xx x dtt f xdtt f(洛必达与微积分性质)7.已知⎩⎨⎧=≠=-0,0,)ln(cos )(2x a x x x x f 在x=0连续,求a解:令2/1/)ln(cos lim 2-==>-x x a x (连续性的概念)三、补充习题(作业) 1.3cos 11lim-=---->-xx x e x x (洛必达)2.)1sin 1(lim 0xx ctgx x ->- (洛必达或Taylor ) 3.11lim 22=--->-⎰x xt x edte x (洛必达与微积分性质)第二讲 导数、微分及其应用一、理论要求1.导数与微分 导数与微分的概念、几何意义、物理意义会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导) 会求平面曲线的切线与法线方程2.微分中值定理 理解Roll 、Lagrange 、Cauchy 、Taylor 定理 会用定理证明相关问题3.应用 会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图 会计算曲率(半径)二、题型与解法A.导数微分的计算 基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导 1.⎩⎨⎧=+-==52arctan )(2te ty y t x x y y 由决定,求dx dy2.x y x y x x y y sin )ln()(32+=+=由决定,求1|0==x dxdy解:两边微分得x=0时y x y y ==cos ',将x=0代入等式得y=1 3.y x x y y xy+==2)(由决定,则dx dy x )12(ln |0-==B.曲线切法线问题 4.求对数螺线)2/,2/πθρρπθe e (),在(==处切线的直角坐标方程。
高数考研题库哪本书好用考研数学是很多学生在备考过程中的重点和难点。
选择合适的高数考研题库书籍对于提高学习效率和掌握考试技巧至关重要。
以下是一些建议和推荐的书籍,供你参考:1. 《高等数学》(同济大学版):这本书是许多高校数学专业的教材,内容全面,例题丰富,适合作为考研数学的基础复习资料。
2. 《考研数学一》:针对考研数学一的专项训练书籍,内容涵盖高等数学、线性代数、概率论与数理统计等,题型全面,解析详细。
3. 《考研数学二》:针对考研数学二的专项训练,内容侧重于高等数学和线性代数,适合理工科学生使用。
4. 《张宇考研数学》系列:张宇老师的数学系列书籍在考研界享有盛誉,内容深入浅出,例题和习题设计合理,适合不同基础的学生。
5. 《李永乐考研数学》:李永乐老师的书以讲解透彻、逻辑清晰著称,适合需要系统学习和深入理解数学概念的学生。
6. 《考研数学强化训练》:这本书适合已经有一定基础,需要通过大量练习来提高解题速度和准确率的学生。
7. 《考研数学历年真题解析》:通过历年真题的练习,可以帮助学生熟悉考试题型,掌握考试节奏,了解命题规律。
在选择考研数学题库书籍时,应根据自己的实际情况和需求来决定。
如果你是数学基础较好的学生,可以选择一些难度较大、讲解深入的书籍;如果基础相对薄弱,应该选择讲解基础、例题丰富的书籍。
同时,结合自己的学习习惯和时间安排,合理规划学习进度,确保每一部分内容都能得到充分的复习和练习。
最后,考研数学的复习不仅仅是做题,更重要的是理解概念、掌握方法和培养解题思路。
因此,在使用题库书籍的同时,也要注重对基础知识的学习和理解。
希望每位考研学子都能找到适合自己的复习资料,取得理想的成绩。
高等数学
1.多元函数的定义域计算(2-3分)
2.向量的数量积的计算、矢量积的计算(4-6分)
3. 向量的平行垂直的充要条件【定理、性质、定义】
4. 旋转曲面方程的特点、柱面的方程的特点、二次曲
面方程(4-6分)
5. 会求直线的【两点式、点向式】方程
6. 会求平面的点法式方程(8-10分)
7. 多元函数偏导数的计算(8分)
8. 多元函数的连续、偏导数存在、偏导数存在且连续、其可微等之间的关系(4-6分)
9. 多元函数微分的计算(3分)
10. 多元函数极值的计算(8-10分)
11. 多元函数极值概念、性质、定理(2-3分)
12. 二重积分的概念、性质、几何意义(4-6分)
13. 二重积分二次积分顺序的交换(3分)
14. 二重积分化为极坐标下的二重积分的计算(3分)
15. 直角坐标下的二重积分的计算(8分)
16.极坐标下二重积分的计算(10分)
17. 三重积分的定义、性质、计算(3分)
18. 对弧长的曲线积分定义、性质、计算(3分)
19. 级数的收敛,发散,绝对收敛,条件收敛之间的
关系
20. 级数收敛的判断(2-3分)
21. 幂级数的收敛半径的计算、幂级数收敛的性质
22. 函数在特定点展开成幂级数(8-10分)
23. 收敛级数的性质
24. 多元函数的微分用来计算空间的切向量,法平面(2-3分)
25. 多元函数的微分用来计算空间曲面的切平法线(2-3分)。
高数学习资料(总30页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第一章 函数与极限函数和极限都是高等数学中最重要、最基本的概念,极值方法是最基本的方法,一切内容都将从这二者开始。
§1、 函 数一、集合、常量与变量1、集合:集合是具有某种特定性质的事物所组成的全体。
通常用大写字母A 、B 、C ……等来表示,组成集合的各个事物称为该集合的元素。
若事物a 是集合M 的一个元素,就记a ∈M (读a 属于M );若事物a 不是集合M 的一个元素,就记a ∉M 或a ∈M (读a 不属于M );集合有时也简称为集。
注 1:若一集合只有有限个元素,就称为有限集;否则称为无限集。
2:集合的表示方法:⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧===+++======等。
中在点;为我校的学生;须有此性质。
如:中的元素必中,且,即:有此性质的必在所具有的某种性质合可表示为:,那么该集若知其元素有某种性质不到元素规律的集合,、列不出全体元素或找为全体偶数集;,,,然数集,为全体自,,,写出,如:元素的规律,也可类似、对无限集,若知道其;鸡一只猫,一只狗,一只的方法来表示,如:可用列举出其全体元素、若集合为有限集,就枚举法}),(),{(}{}0375{}{)(}642{}321{)(}{},10,,3,2,1{)(23D y x y x C x x B x x x x A A A x x A iii B A ii B A i 3:全体自然数集记为N,全体整数的集合记为Z,全体有理数的集合记为Q,全体实数的集合记为R 。
以后不特别说明的情况下考虑的集合均为数集。
4:集合间的基本关系:若集合A 的元素都是集合B 的元素,即若有A x ∈,必有B x ∈,就称A 为B 的子集,记为B A ⊂,或A B ⊃(读B 包含A)。
显然:R Q Z N ⊂⊂⊂.若B A ⊂,同时A B ⊂,就称A 、B 相等,记为A=B 。
高等数学第一章 函数与极限第一节 函数○函数基础(高中函数部分相关知识)(★★★) ○邻域(去心邻域)(★)(){},|U a x x a δδ=-<(){},|0U a x x a δδ=<-<第二节 数列的极限○数列极限的证明(★)【题型示例】已知数列{}n x ,证明{}lim n x x a →∞= 【证明示例】N -ε语言1.由n x a ε-<化简得()εg n >, ∴()N g ε=⎡⎤⎣⎦2.即对0>∀ε,()N g ε∃=⎡⎤⎣⎦,当N n >时,始终有不等式n x a ε-<成立, ∴{}a x n x =∞→lim第三节 函数的极限○0x x →时函数极限的证明(★) 【题型示例】已知函数()x f ,证明()A x f x x =→0lim【证明示例】δε-语言1.由()f x A ε-<化简得()00x x g ε<-<, ∴()εδg =2.即对0>∀ε,()εδg =∃,当00x x δ<-<时,始终有不等式()f x A ε-<成立, ∴()A x f x x =→0lim○∞→x 时函数极限的证明(★)【题型示例】已知函数()x f ,证明()A x f x =∞→lim【证明示例】X -ε语言1.由()f x A ε-<化简得()x g ε>, ∴()εg X =2.即对0>∀ε,()εg X =∃,当X x >时,始终有不等式()f x A ε-<成立, ∴()A x f x =∞→lim第四节 无穷小与无穷大○无穷小与无穷大的本质(★) 函数()x f 无穷小⇔()0lim =x f 函数()x f 无穷大⇔()∞=x f lim○无穷小与无穷大的相关定理与推论(★★)(定理三)假设()x f 为有界函数,()x g 为无穷小,则()()lim 0f x g x ⋅=⎡⎤⎣⎦(定理四)在自变量的某个变化过程中,若()x f 为无穷大,则()1f x -为无穷小;反之,若()x f 为无穷小,且()0f x ≠,则()x f1-为无穷大【题型示例】计算:()()0lim x x f x g x →⋅⎡⎤⎣⎦(或∞→x ) 1.∵()f x ≤M ∴函数()f x 在0x x =的任一去心邻域()δ,0x U内是有界的;(∵()f x ≤M ,∴函数()f x 在D x ∈上有界;) 2.()0lim 0=→x g x x 即函数()x g 是0x x →时的无穷小; (()0lim =∞→x g x 即函数()x g 是∞→x 时的无穷小;)3.由定理可知()()0lim 0x x f x g x →⋅=⎡⎤⎣⎦(()()lim 0x f x g x →∞⋅=⎡⎤⎣⎦)第五节 极限运算法则○极限的四则运算法则(★★) (定理一)加减法则 (定理二)乘除法则关于多项式()p x 、()x q 商式的极限运算设:()()⎪⎩⎪⎨⎧+⋯++=+⋯++=--nn n mm m b x b x b x q a x a x a x p 110110则有()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∞=∞→0lim 0b a x q x p x m n m n m n >=<()()()()000lim 00x x f x g x f x g x →⎧⎪⎪⎪=∞⎨⎪⎪⎪⎩()()()()()0000000,00g x g x f x g x f x ≠=≠== (特别地,当()()00lim 0x x f x g x →=(不定型)时,通常分子分母约去公因式即约去可去间断点便可求解出极限值,也可以用罗比达法则求解)【题型示例】求值233lim9x x x →--【求解示例】解:因为3→x ,从而可得3≠x ,所以原式()()23333311limlim lim 93336x x x x x x x x x →→→--====-+-+ 其中3x =为函数()239x f x x -=-的可去间断点倘若运用罗比达法则求解(详见第三章第二节):解:()()0233323311lim lim lim 9269x L x x x x x x x '→→→'--===-'- ○连续函数穿越定理(复合函数的极限求解)(★★) (定理五)若函数()x f 是定义域上的连续函数,那么,()()00lim lim x x x x f x f x ϕϕ→→⎡⎤=⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦ 【题型示例】求值:93lim 23--→x x x【求解示例】36x →===第六节 极限存在准则及两个重要极限○夹迫准则(P53)(★★★) 第一个重要极限:1sin lim 0=→xxx∵⎪⎭⎫⎝⎛∈∀2,0πx ,x x x tan sin <<∴1sin lim0=→x x x 0000lim11lim lim 1sin sin sin lim x x x x x x x x x x →→→→===⎛⎫⎪⎝⎭(特别地,000sin()lim1x x x x x x →-=-)○单调有界收敛准则(P57)(★★★)第二个重要极限:e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim(一般地,()()()()lim lim lim g x g x f x f x =⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,其中()0lim >x f )【题型示例】求值:11232lim +∞→⎪⎭⎫ ⎝⎛++x x x x【求解示例】()()211121212122121122122121lim21221232122lim lim lim 121212122lim 1lim 121212lim 121x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x +++→∞→∞+→∞⋅++++⋅⋅+++→∞+→∞++→∞+++⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+ ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥=+=+ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎢⎥=+⎪⎢⎥+⎝⎭⎣⎦解:()()12lim 1212121212122lim 121x x x x x x x x x ee e e+→∞⎡⎤⋅+⎢⎥+⎣⎦+→∞+→∞⎡⎤⋅+⎢⎥+⎣⎦+⎛⎫⎪+⎝⎭====第七节 无穷小量的阶(无穷小的比较) ○等价无穷小(★★)1.()~sin ~tan ~arcsin ~arctan ~ln(1)~1UU U U U U U e +- 2.U U cos 1~212-(乘除可替,加减不行)【题型示例】求值:()()xx x x x x 31ln 1ln lim 20++++→ 【求解示例】()()()()()()()3131lim 31lim 31ln 1lim 31ln 1ln lim,0,000020=++=+⋅+=++⋅+=++++=≠→→→→→x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 所以原式即解:因为第八节 函数的连续性○函数连续的定义(★)()()()000lim lim x x x x f x f x f x -+→→==○间断点的分类(P67)(★)⎩⎨⎧∞⋯⋯⎩⎨⎧)无穷间断点(极限为第二类间断点可去间断点(相等)跳越间断点(不等)限存在)第一类间断点(左右极(特别地,可去间断点能在分式中约去相应公因式)【题型示例】设函数()⎩⎨⎧+=x a e x f x 2 ,00≥<x x 应该怎样选择数a ,使得()x f 成为在R 上的连续函数?【求解示例】1.∵()()()2010000f e e e f a a f a --⋅++⎧===⎪⎪=+=⎨⎪=⎪⎩2.由连续函数定义()()()e f x f x f x x ===+-→→0lim lim 0∴e a =第九节 闭区间上连续函数的性质 ○零点定理(★)【题型示例】证明:方程()()f x g x C =+至少有一个根介于a 与b 之间 【证明示例】1.(建立辅助函数)函数()()()x f x g x C ϕ=--在闭区间[],a b 上连续;2.∵()()0a b ϕϕ⋅<(端点异号)3.∴由零点定理,在开区间()b a ,内至少有一点ξ,使得()0=ξϕ,即()()0fg C ξξ--=(10<<ξ) 4.这等式说明方程()()f x g x C =+在开区间()b a ,内至少有一个根ξ 第二章 导数与微分第一节 导数概念○高等数学中导数的定义及几何意义(P83)(★★)【题型示例】已知函数()⎩⎨⎧++=b ax e x f x1 ,00>≤x x 在0=x 处可导,求a ,b【求解示例】1.∵()()0010f e f a -+'⎧==⎪⎨'=⎪⎩,()()()00001120012f e e f b f e --+⎧=+=+=⎪⎪=⎨⎪=+=⎪⎩2.由函数可导定义()()()()()0010002f f a f f f b -+-+''===⎧⎪⎨====⎪⎩ ∴1,2a b ==【题型示例】求()x f y =在a x =处的切线与法线方程 (或:过()x f y =图像上点(),a f a ⎡⎤⎣⎦处的切线与法线方程) 【求解示例】1.()x f y '=',()a f y a x '='=| 2.切线方程:()()()y f a f a x a '-=- 法线方程:()()()1y f a x a f a -=--' 第二节 函数的和(差)、积与商的求导法则○函数和(差)、积与商的求导法则(★★★) 1.线性组合(定理一):()u v u v αβαβ'''±=+ 特别地,当1==βα时,有()u v u v '''±=± 2.函数积的求导法则(定理二):()uv u v uv '''=+3.函数商的求导法则(定理三):2u u v uv v v '''-⎛⎫= ⎪⎝⎭第三节 反函数和复合函数的求导法则○反函数的求导法则(★)【题型示例】求函数()x f1-的导数【求解示例】由题可得()x f 为直接函数,其在定于域D上单调、可导,且()0≠'x f ;∴()()11fx f x -'⎡⎤=⎣⎦' ○复合函数的求导法则(★★★)【题型示例】设(ln y e =,求y '【求解示例】(22arcsi y ex a e e e ''='⎛⎫' ⎪+=⎝⎛⎫⎪ =⎝⎭=解:⎛ ⎝第四节 高阶导数 ○()()()()1n n fx fx -'⎡⎤=⎣⎦(或()()11n n n n d y d y dx dx --'⎡⎤=⎢⎥⎣⎦)(★) 【题型示例】求函数()x y +=1ln 的n 阶导数 【求解示例】()1111y x x-'==++, ()()()12111y x x --'⎡⎤''=+=-⋅+⎣⎦, ()()()()()2311121y x x --'⎡⎤'''=-⋅+=-⋅-⋅+⎣⎦……()1(1)(1)(1)nn n y n x --=-⋅-⋅+!第五节 隐函数及参数方程型函数的导数 ○隐函数的求导(等式两边对x 求导)(★★★) 【题型示例】试求:方程ye x y +=所给定的曲线C :()x y y =在点()1,1e -的切线方程与法线方程【求解示例】由ye x y +=两边对x 求导即()y y x e '''=+化简得1yy e y ''=+⋅∴ee y -=-='11111 ∴切线方程:()e x ey +--=-1111法线方程:()()e x e y +---=-111○参数方程型函数的求导【题型示例】设参数方程()()⎩⎨⎧==t y t x γϕ,求22dx yd【求解示例】1.()()t t dx dy ϕγ''= 2.()22dy d y dx dxt ϕ'⎛⎫⎪⎝⎭=' 第六节 变化率问题举例及相关变化率(不作要求)第七节 函数的微分○基本初等函数微分公式与微分运算法则(★★★) ()dx x f dy ⋅'=第三章 中值定理与导数的应用第一节 中值定理 ○引理(费马引理)(★) ○罗尔定理(★★★) 【题型示例】现假设函数()f x 在[]0,π上连续,在()0,π 上可导,试证明:()0,ξπ∃∈, 使得()()cos sin 0ff ξξξξ'+=成立【证明示例】1.(建立辅助函数)令()()sin x f x x ϕ=显然函数()x ϕ在闭区间[]0,π上连续,在开区间()0,π上可导;2.又∵()()00sin00f ϕ==()()sin 0f ϕπππ== 即()()00ϕϕπ==3.∴由罗尔定理知()0,ξπ∃∈,使得()()cos sin 0f f ξξξξ'+=成立○拉格朗日中值定理(★)【题型示例】证明不等式:当1x >时,xe e x >⋅ 【证明示例】1.(建立辅助函数)令函数()x f x e =,则对1x ∀>,显然函数()f x 在闭区间[]1,x 上连续,在开区间()1,x 上可导,并且()x f x e '=;2.由拉格朗日中值定理可得,[]1,x ξ∃∈使得等式()11x e e x e ξ-=-成立,又∵1e e ξ>,∴()111x e e x e e x e ->-=⋅-,化简得x e e x >⋅,即证得:当1x >时,xe e x >⋅ 【题型示例】证明不等式:当0x >时,()ln 1x x +< 【证明示例】1.(建立辅助函数)令函数()()ln 1f x x =+,则对0x ∀>,函数()f x 在闭区间[]0,x 上连续,在开区间()0,π上可导,并且()11f x x'=+;2.由拉格朗日中值定理可得,[]0,x ξ∃∈使得等式()()()1ln 1ln 1001x x ξ+-+=-+成立,化简得()1ln 11x x ξ+=+,又∵[]0,x ξ∈, ∴()111f ξξ'=<+,∴()ln 11x x x +<⋅=, 即证得:当1x >时,xe e x >⋅第二节 罗比达法则○运用罗比达法则进行极限运算的基本步骤(★★) 1.☆等价无穷小的替换(以简化运算)2.判断极限不定型的所属类型及是否满足运用罗比达法则的三个前提条件 A .属于两大基本不定型(0,0∞∞)且满足条件,则进行运算:()()()()lim limx a x a f x f x g x g x →→'=' (再进行1、2步骤,反复直到结果得出)B .☆不属于两大基本不定型(转化为基本不定型) ⑴0⋅∞型(转乘为除,构造分式) 【题型示例】求值:0lim ln x x x α→⋅【求解示例】()10000201ln ln lim ln lim lim lim 111lim 0x x L x x x x x x x x x x x x x a ααααααα∞∞-'→→→→→'⋅===⋅'⎛⎫- ⎪⎝⎭=-=解: (一般地,()0lim ln 0x x x βα→⋅=,其中,R αβ∈)⑵∞-∞型(通分构造分式,观察分母) 【题型示例】求值:011lim sin x x x →⎛⎫-⎪⎝⎭【求解示例】200011sin sin lim lim lim sin sin x x x x x x x x x x x x →→→--⎛⎫⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪ ⎪⋅⎝⎭⎝⎭⎝⎭解:()()()()000002sin 1cos 1cos sin limlim lim lim 0222L x x L x x x x x x xx x x ''→→→→''---====='' ⑶00型(对数求极限法)【题型示例】求值:0lim xx x →【求解示例】()()0000lim ln ln 000002ln ,ln ln ln 1ln ln 0lim ln lim lim111lim lim 0lim lim 11x x x x x L x yy x x x x x y x y x x x xx xx y xx x x y e e e x→∞∞'→→→→→→→===='→=='⎛⎫ ⎪⎝⎭==-=====-解:设两边取对数得:对对数取时的极限:,从而有 ⑷1∞型(对数求极限法)【题型示例】求值:()10lim cos sin xx x x →+【求解示例】()()()()()1000000lim ln ln 10ln cos sin cos sin ,ln ,ln cos sin ln 0limln limln cos sin cos sin 10lim lim 1,cos sin 10lim =lim x xx x L x x yy x x x x y x x y xx x y x y xx x x x x x x y e e e e→→→'→→→→+=+=+→='+⎡⎤--⎣⎦====++'===解:令两边取对数得对求时的极限,从而可得⑸0∞型(对数求极限法) 【题型示例】求值:tan 01lim xx x →⎛⎫⎪⎝⎭【求解示例】()()tan 00200020*******,ln tan ln ,1ln 0lim ln lim tan ln 1ln ln lim limlim 1sec 1tan tan tan sin sin lim lim li xx x x L x x x L x y y x x x y x y x x x xx x x xx x x x x →→∞∞'→→→'→→⎛⎫⎛⎫==⋅ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫→=⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦'=-=-=-⎛⎫'⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭'==='解:令两边取对数得对求时的极限,00lim ln ln 002sin cos m 0,1lim =lim 1x x yy x x x xy e e e →→→→⋅====从而可得○运用罗比达法则进行极限运算的基本思路(★★)00001∞⎧⎪∞-∞−−→←−−⋅∞←−−⎨∞⎪∞⎩∞(1)(2)(3)⑴通分获得分式(通常伴有等价无穷小的替换)⑵取倒数获得分式(将乘积形式转化为分式形式) ⑶取对数获得乘积式(通过对数运算将指数提前)第三节 泰勒中值定理(不作要求) 第四节 函数的单调性和曲线的凹凸性 ○连续函数单调性(单调区间)(★★★) 【题型示例】试确定函数()3229123f x x x x =-+-的单调区间 【求解示例】1.∵函数()f x 在其定义域R 上连续,且可导∴()261812f x x x '=-+2.令()()()6120f x x x '=--=,解得:121,2x x ==4.∴函数f x 的单调递增区间为,1,2,-∞+∞; 单调递减区间为()1,2【题型示例】证明:当0x >时,1xe x >+ 【证明示例】1.(构建辅助函数)设()1x x e x ϕ=--,(0x >)2.()10xx e ϕ'=->,(0x >)∴()()00x ϕϕ>=3.既证:当0x >时,1xe x >+【题型示例】证明:当0x >时,()ln 1x x +<【证明示例】1.(构建辅助函数)设()()ln 1x x x ϕ=+-,(0x >)2.()1101x xϕ'=-<+,(0x >) ∴()()00x ϕϕ<=3.既证:当0x >时,()ln 1x x +<○连续函数凹凸性(★★★)【题型示例】试讨论函数2313y x x =+-的单调性、极值、凹凸性及拐点【证明示例】1.()()236326661y x x x x y x x '⎧=-+=--⎪⎨''=-+=--⎪⎩ 2.令()()320610y x x y x '=--=⎧⎪⎨''=--=⎪⎩解得:120,21x x x ==⎧⎨=⎩3.(四行表)x(,0)-∞ 0(0,1) 1(1,2) 2(2,)+∞y '-++- y '' ++--y1 (1,3) 5 4.⑴函数13y x x =+-单调递增区间为(0,1),(1,2)单调递增区间为(,0)-∞,(2,)+∞;⑵函数2313y x x =+-的极小值在0x =时取到,为()01f =,极大值在2x =时取到,为()25f =;⑶函数2313y x x =+-在区间(,0)-∞,(0,1)上凹,在区间(1,2),(2,)+∞上凸;⑷函数2313y x x =+-的拐点坐标为()1,3第五节 函数的极值和最大、最小值○函数的极值与最值的关系(★★★)⑴设函数()f x 的定义域为D ,如果M x ∃的某个邻域()M U x D ⊂,使得对()M x U x ∀∈,都适合不等式()()M f x f x <,我们则称函数()f x 在点(),M M x f x ⎡⎤⎣⎦处有极大值()M f x ;令{}123,,,...,M M M M Mn x x x x x ∈则函数()f x 在闭区间[],a b 上的最大值M 满足:()(){}123max ,,,,...,,M M M Mn M f a x x x x f b =;⑵设函数()f x 的定义域为D ,如果m x ∃的某个邻域()m U x D ⊂,使得对()m x U x ∀∈,都适合不等式()()m f x f x >,我们则称函数()f x 在点(),m m x f x ⎡⎤⎣⎦处有极小值()m f x ;令{}123,,,...,m m m m mn x x x x x ∈则函数()f x 在闭区间[],ab 上的最小值m 满足:()(){}123min ,,,,...,,m m m mn m f a x x x x f b =;【题型示例】求函数()33f x x x =-在[]1,3-上的最值 【求解示例】1.∵函数()f x 在其定义域[]1,3-上连续,且可导 ∴()233f x x '=-+2.令()()()3110f x x x '=--+=, 解得:121,1x x =-= .(三行表)x1- ()1,1-1 (]1,3()f x ' 0+-()f x极小值极大值4.又∵12,12,318f f f -=-==- ∴()()()()max min 12,318f x f f x f ====- 第六节 函数图形的描绘(不作要求) 第七节 曲率(不作要求)第八节 方程的近似解(不作要求) 第四章 不定积分第一节 不定积分的概念与性质 ○原函数与不定积分的概念(★★) ⑴原函数的概念:假设在定义区间I 上,可导函数()F x 的导函数为()F x ',即当自变量x I ∈时,有()()F x f x '=或()()dF x f x dx =⋅成立,则称()F x 为()f x 的一个原函数⑵原函数存在定理:(★★)如果函数()f x 在定义区间I 上连续,则在I 上必存在可导函数()F x 使得()()F x f x '=,也就是说:连续函数一定存在原函数(可导必连续) ⑶不定积分的概念(★★)在定义区间I 上,函数()f x 的带有任意常数项C 的原函数称为()f x 在定义区间I 上的不定积分,即表示为:()()f x dx F x C =+⎰(⎰称为积分号,()f x 称为被积函数,()f x dx 称为积分表达式,x 则称为积分变量)○基本积分表(★★★)○不定积分的线性性质(分项积分公式)(★★★)()()()()1212k f x k g x dx k f x dx k g x dx +=+⎡⎤⎣⎦⎰⎰⎰ 第二节 换元积分法○第一类换元法(凑微分)(★★★) (()dx x f dy ⋅'=的逆向应用)()()()()f x x dx f x d x ϕϕϕϕ'⋅=⋅⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎰⎰【题型示例】求221dx a x +⎰【求解示例】222211111arctan 11x x dx dx d Ca x a a aa x x a a ⎛⎫===+ ⎪+⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰解:【题型示例】求【求解示例】()()121212x x C=+=+=○第二类换元法(去根式)(★★)(()dx x f dy ⋅'=的正向应用)⑴对于一次根式(0,a b R ≠∈):t =,于是2t b x a-=,则原式可化为t⑵对于根号下平方和的形式(0a >):tan x a t =(22t ππ-<<),于是arctan xt a=,则原式可化为sec a t ;⑶对于根号下平方差的形式(0a >):asin x a t =(22t ππ-<<),于是arcsin xt a=,则原式可化为cos a t ;bsec x a t =(02t π<<),于是arccos at x =,则原式可化为tan a t ;【题型示例】求(一次根式) 【求解示例】2221t x t dx tdttdt dt t C Ct =-=⋅==+=⎰⎰【题型示例】求(三角换元)【求解示例】()()2sin ()2222arcsincos 22cos 1cos 221sin 2sin cos 222x a t t xt adx a ta a tdt t dta a t t C t t t C ππ=-<<==−−−−−−→=+⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭⎰⎰第三节 分部积分法 ○分部积分法(★★)⑴设函数()u f x =,()v g x =具有连续导数,则其分部积分公式可表示为:udv uv vdu =-⎰⎰⑵分部积分法函数排序次序:“反、对、幂、三、指” ○运用分部积分法计算不定积分的基本步骤: ⑴遵照分部积分法函数排序次序对被积函数排序; ⑵就近凑微分:(v dx dv '⋅=) ⑶使用分部积分公式:udv uv vdu =-⎰⎰⑷展开尾项vdu v u dx '=⋅⎰⎰,判断a .若v u dx '⋅⎰是容易求解的不定积分,则直接计算出答案(容易表示使用基本积分表、换元法与有理函数积分可以轻易求解出结果); b .若v u dx '⋅⎰依旧是相当复杂,无法通过a 中方法求解的不定积分,则重复⑵、⑶,直至出现容易求解的不定积分;若重复过程中出现循环,则联立方程求解,但是最后要注意添上常数C【题型示例】求2x e x dx ⋅⎰【求解示例】()()222222222222222x x x x x x x x x x x x x x x e x dx x e dx x de x e e d x x e x e dx x e x d e x e xe e dx x e xe e C⋅===-=-⋅=-⋅=-+=-++⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰解:【题型示例】求sin x e xdx ⋅⎰【求解示例】()()()()sin cos cos cos cos cos cos sin cos sin sin cos sin sin x x x xx x x x x x x x x x e xdx e d x e x xd ee x e xdx e x e d x e x e x xd e e x e x e xdx⋅=-=-+=-+=-+=-+-=-+-⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰解:()sin cos sin sin x x x x e xdx e x e x xd e ⋅=-+-⎰⎰即:∴()1sin sin cos 2xxe xdx e x x C ⋅=-+⎰第四节 有理函数的不定积分 ○有理函数(★)设:()()()()101101m m mn n nP x p x a x a x a Q x q x b x b x b --=++⋯+==++⋯+ 对于有理函数()()P x Q x ,当()P x 的次数小于()Q x 的次数时,有理函数()()P x Q x 是真分式;当()P x 的次数大于()Q x 的次数时,有理函数()()P x Q x 是假分式○有理函数(真分式)不定积分的求解思路(★)⑴将有理函数()()P x Q x 的分母()Q x 分拆成两个没有公因式的多项式的乘积:其中一个多项式可以表示为一次因式()kx a -;而另一个多项式可以表示为二次质因式()2lx px q ++,(240p q -<);即:()()()12Q x Q x Q x =⋅一般地:n mx n m x m ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,则参数n a m =-22b c ax bx c a x x a a ⎛⎫++=++ ⎪⎝⎭则参数,b cp q a a ==⑵则设有理函数()()P x Q x 的分拆和式为:()()()()()()122k lP x P x P x Q x x a x px q =+-++其中()()()()1122...k kkP x A A A x a x a x a x a =+++----()()()()2112222222...ll llP x M x N M x N x px q x px q x px q M x N x px q ++=++++++++++++参数121212,,...,,,,...,l k lM M M A A A N N N ⎧⎧⎧⎨⎨⎨⎩⎩⎩由待定系数法(比较法)求出⑶得到分拆式后分项积分即可求解【题型示例】求21x dx x +⎰(构造法) 【求解示例】()()()221111111111ln 112x x x x dx dx x dx x x x xdx dx dx x x x Cx +-++⎛⎫==-+ ⎪+++⎝⎭=-+=-++++⎰⎰⎰⎰⎰⎰第五节 积分表的使用(不作要求)第五章 定积分极其应用第一节 定积分的概念与性质 ○定积分的定义(★)()()01lim nbiiai f x dx f x I λξ→==∆=∑⎰(()f x 称为被积函数,()f x dx 称为被积表达式,x则称为积分变量,a 称为积分下限,b 称为积分上限,[],a b 称为积分区间)○定积分的性质(★★★)⑴()()b baaf x dx f u du =⎰⎰ ⑵()0a af x dx =⎰ ⑶()()b ba akf x dx k f x dx =⎡⎤⎣⎦⎰⎰⑷(线性性质)()()()()1212b b ba a a k f x k g x dx k f x dx k g x dx +=+⎡⎤⎣⎦⎰⎰⎰ ⑸(积分区间的可加性)()()()bc baacf x dx f x dx f x dx =+⎰⎰⎰⑹若函数()f x 在积分区间[],a b 上满足()0f x >,则()0baf x dx >⎰;(推论一)若函数()f x 、函数()g x 在积分区间[],a b 上满足()()f x g x ≤,则()()b baaf x dxg x dx ≤⎰⎰;(推论二)()()b baaf x dx f x dx ≤⎰⎰○积分中值定理(不作要求) 第二节 微积分基本公式○牛顿-莱布尼兹公式(★★★)(定理三)若果函数()F x 是连续函数()f x 在区间[],a b 上的一个原函数,则()()()baf x dx F b F a =-⎰○变限积分的导数公式(★★★)(上上导―下下导)()()()()()()()x x d f t dt f x x f x x dxϕψϕϕψψ''=-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎰ 【题型示例】求21cos 2limt xx e dt x -→⎰【求解示例】()2211cos cos 2002lim lim 解:t t x x x L x d e dt e dt dx x x--'→→='⎰⎰()()()()2222221cos cos000cos 0cos cos 0cos 010sin sin limlim 22sin lim 2cos sin 2sin cos lim21lim sin cos 2sin cos 21122xxx x xL x xxx x x e ex x e xxdx e dx x x ex ex xe x x x x e e---→→-'→--→-→-⋅-⋅-⋅==⋅='⋅+⋅⋅=⎡⎤=+⋅⎣⎦=⋅=第三节 定积分的换元法及分部积分法 ○定积分的换元法(★★★) ⑴(第一换元法)()()()()b ba a f x x dx f x d x ϕϕϕϕ'⋅=⋅⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎰⎰ 【题型示例】求20121dx x +⎰【求解示例】()[]222000111121ln 212122121ln 5ln 5ln122解:dx d x x x x =+=⎡+⎤⎣⎦++=-=⎰⎰ ⑵(第二换元法)设函数()[],f x C a b ∈,函数()x t ϕ=满足: a .,αβ∃,使得()(),a b ϕαϕβ==;b .在区间[],αβ或[],βα上,()(),f t t ϕϕ'⎡⎤⎣⎦连续 则:()()()baf x dx f t t dt βαϕϕ'=⎡⎤⎣⎦⎰⎰。
第一章函数与极限1、函数的有界性:在定义域内有 f(x)≥K1 则函数 f(x)在定义域上有下界,K1 为下界;如果有 f(x)≤K2,则有上界,K2 称为上界。
函数 f(x)在定义域内有界的充分必要条件是在定义域内既有上界又有下界。
2、数列的极限定理(极限的唯一性)数列{xn}不能同时收敛于两个不同的极限。
定理(收敛数列的有界性)如果数列{xn}收敛,那么数列 {xn}一定有界。
如果数列{xn}无界,那么数列{xn}一定发散;但如果数列{xn}有界,却不能断定数列{xn}一定收敛,例如数列 1,-1,1,-1,(-1)n+1…该数列有界但是发散,所以数列有界是数列收敛的必要条件而不是充分条件。
定理(收敛数列与其子数列的关系)如果数列{xn}收敛于 a,那么它的任一子数列也收敛于 a.如那么数列{xn}是发散的,如数列 1, 1, (-1)n+1… -1, -1,果数列{xn}有两个子数列收敛于不同的极限,中子数列{x2k-1}收敛于 1,{xnk}收敛于-1,{xn}却是发散的;同时一个发散的数列的子数列也有可能是收敛的。
3、函数的极限函数极限的定义中0而且 A>0(或 A0(或f(x)>0),反之也成立。
函数 f(x)当 x→x0 时极限存在的充分必要条件是左极限右极限各自存在并且相等,即f(x0-0)=f(x0+0),若不相等则 limf(x)不存在。
一般的说,如果 lim(x→∞)f(x)=c,则直线 y=c 是函数 y=f(x)的图形水平渐近线。
如果 lim(x→x0)f(x)=∞,则直线x=x0 是函数 y=f(x)图形的铅直渐近线。
4、极限运算法则定理有限个无穷小之和也是无穷小;有界函数与无穷小的乘积是无穷小;常数与无穷小的乘积是无穷小;有限个无穷小的乘积也是无穷小;定理如果 F1(x)≥F2(x),而 limF1(x)=a,limF2(x)=b,那么 a≥b.5、极限存在准则两个重要极限 lim(x→0)(sinx/x)=1;lim(x→∞)(1+1/x)x=1.夹逼准则如果数列 {xn}、{yn}、{zn}满足下列条件:yn≤xn≤zn 且 limyn=a,limzn=a,那么limxn=a,对于函数该准则也成立。
单调有界数列必有极限。
6、函数的连续性设函数 y=f(x)在点 x0 的某一邻域内有定义,如果函数 f(x)当 x→x0 时的极限存在,且等于它在点 x0 处的函数值 f(x0),即 lim(x→x0)f(x)=f(x0),那么就称函数 f(x)在点 x0 处连续。
不连续情形:1、在点 x=x0 没有定义;2、虽在 x=x0 有定义但 lim(x→x0)f(x)不存在;3、虽在 x=x0 有定义且lim(x→x0)f(x)存在,但 lim(x→x0)f(x)≠f(x0)时则称函数在 x0 处不连续或间断。
如果 x0 是函数 f(x)的间断点,但左极限及右极限都存在,则称 x0 为函数 f(x)的第一类间断点(左非第一类间断点的任何间断点都称为第二右极限相等者称可去间断点,不相等者称为跳跃间断点)。
类间断点(无穷间断点和震荡间断点)。
定理有限个在某点连续的函数的和、积、商(分母不为 0)是个在该点连续的函数。
定理如果函数 f(x)在区间 Ix 上单调增加或减少且连续,那么它的反函数 x=f(y)在对应的区间 Iy={y|y=f(x),x∈Ix}上单调增加或减少且连续。
反三角函数在他们的定义域内都是连续的。
定理(最大值最小值定理)在闭区间上连续的函数在该区间上一定有最大值和最小值。
如果函数在开区间内连续或函数在闭区间上有间断点,那么函数在该区间上就不一定有最大值和最小值。
定理(有界性定理)在闭区间上连续的函数一定在该区间上有界,即 m≤f(x)≤M.定理(零点定理) 设函数 f(x)在闭区间[a,b]上连续,且 f(a)与 f(b)异号(即 f(a)×f(b)<ξ在点 x0 处的左极限 lim(h→-0)[f(x0+h)-f(x0)]/h 及右极限 lim(h→+0) [f(x0+h)-f(x0)]/h 都存在且相等,即左导数 f-′(x0)右导数 f+′(x0)存在相等。
2、函数 f(x)在点 x0 处可导=>函数在该点处连续;函数 f(x)在点 x0 处连续≠>在该点可导。
即函数在某点连续是函数在该点可导的必要条件而不是充分条件。
3、原函数可导则反函数也可导,且反函数的导数是原函数导数的倒数。
4、函数 f(x)在点 x0 处可微=>函数在该点处可导;函数 f(x)在点 x0 处可微的充分必要条件是函数在该点处可导。
第三章中值定理与导数的应用1、定理(罗尔定理)如果函数 f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且在区间端点的函数值相等,即f(a)=f(b),那么在开区间(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<ξ0,那么函数 f(x)在[a,b]上单调增加;(1)如果在(a,b)内 f’(x)在 x0 一个邻域内可导,且 f’(x0)=0,那么:(1)如果当 x 取 x0 左侧临近的值时,f’(x)恒为正;当 x 去 x0 右侧临近的值时, f’(x)恒为负,那么函数 f(x)在 x0 处取得极大值;(2)如果当 x 取 x0 左侧临近的值时,f’ (x)恒为负;当x 去 x0 右侧临近的值时,f’(x)恒为正,那么函数 f(x)在 x0 处取得极小值;(3)如果当 x 取 x0 左右两侧临近的值时,f’(x) 恒为正或恒为负,那么函数 f(x)在 x0 处没有极值。
定理(函数取得极值的第二种充分条件)设函数 f(x)在 x0 处具有二阶导数且 f’ (x0)=0,f’’(x0)≠0 那么:(1)当 f’’(x0)0 时,函数 f(x)在 x0 处取得极小值;驻点有可能是极值点,不是驻点也有可能是极值点。
2 、函数的凹凸性及其判定设 f(x) 在区间Ix 上连续,如果对任意两点 x1 , x2 恒有f[(x1+x2)/2][f(x1)+f(x1)]/2,那么称 f(x)在区间 Ix 上图形是凸的。
定理设函数 f(x)在闭区间 [a,b]上连续,在开区间(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么(1)若在 (a,b)内 f’’(x)>0,则 f(x)在闭区间[a,b]上的图形是凹的;(2)若在(a,b)内 f’’(x)第四章不定积分1、原函数存在定理定理如果函数 f(x)在区间 I 上连续,那么在区间 I 上存在可导函数 F(x),使对任一 x∈I 都有 F’(x)=f(x);简单的说连续函数一定有原函数。
分部积分发如果被积函数是幂函数和正余弦或幂函数和指数函数的乘积,就可以考虑用分部积分法,并设幂函数和指数函数为 u,这样用一次分部积分法就可以使幂函数的幂降低一次。
如果被积函数是幂函数和对数函数或幂函数和反三角函数的乘积,就可设对数和反三角函数为 u.2、对于初等函数来说,在其定义区间上,它的原函数一定存在,但原函数不一定都是初等函数。
第五章定积分 1、定积分解决的典型问题(1)曲边梯形的面积(2)变速直线运动的路程 2、函数可积的充分条件定理设 f(x)在区间[a,b]上连续,则 f(x)在区间[a,b]上可积,即连续=> 可积。
定理:设 f(x)在区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则 f(x)在区间[a,b]上可积。
3、定积分的若干重要性质性质如果在区间[a,b]上 f(x)≥0 则∫abf(x)dx≥0.推论如果在区间[a, b]上 f(x)≤g(x)则∫abf(x)dx≤∫abg(x)dx.推论|∫abf(x)dx|≤∫ab|f(x)|dx.性质设 M 及 m 分别是函数 f(x)在区间 [a,b]上的最大值和最小值,则 m(b- a)≤∫abf(x)dx≤M(b-a),该性质说明由被积函数在积分区间上的最大值及最小值可以估计积分值的大致范围。
性质(定积分中值定理)如果函数 f(x)在区间[a,b]上连续,则在积分区间[a,b]上至少存在一个点ξ,使下式成立:∫abf(x)dx=f(ξ)(b-a)。
4、关于广义积分设函数 f(x)在区间[a,b]上除点 c(a<cV=∫abπ[f(x)]2dx,其中 f(x)指曲线的方程) 平行截面面积为已知的立体体积(V=∫abA(x)dx,其中 A(x)为截面面积) 功、水压力、引力函数的平均值(平均值 y=1/(b-a)*∫abf(x)dx)第七章多元函数微分法及其应用1、多元函数极限存在的条件极限存在是指 P(x,y)以任何方式趋于 P0(x0,y0)时,函数都无限接近于 A,如果 P(x,y)以某一特殊方式,例如沿着一条定直线或定曲线趋于P0(x0,y0)时,即使函数无限接近某一确定值,我们还不能由此断定函数极限存在。
反过来,如果当 P(x,y)以不同方式趋于 P0(x0,y0)时,函数趋于不同的值,那么就可以断定这函数的极限不存在。
例如函数:f(x,y)= {0(xy)/(x^2+y^2)x^2+y^2≠02、多元函数的连续性定义设函数 f(x,y)在开区域(或闭区域)D 内有定义,P0(x0,y0)是 D 的内点或边界点且 P0∈D,如果 lim(x→x0,y→y0)f(x,y)=f(x0,y0)则称 f(x,y)在点 P0(x0,y0)连续。
性质(最大值和最小值定理)在有界闭区域 D 上的多元连续函数, D 上一定有最大值和最小值。
在性质 (介值定理)在有界闭区域 D 上的多元连续函数,如果在 D 上取得两个不同的函数值,则它在 D 上取得介于这两个值之间的任何值至少一次。
3、多元函数的连续与可导如果一元函数在某点具有导数,则它在该点必定连续,但对于多元函数来说,即使各偏导数在某点都存在,也不能保证函数在该点连续。
这是因为各偏导数存在只能保证点 P沿着平行于坐标轴的方向趋于 P0 时,函数值 f(P)趋于f(P0),但不能保证点 P 按任何方式趋于 P0 时,函数值f(P)都趋于 f(P0)。
4、多元函数可微的必要条件一元函数在某点的导数存在是微分存在的充分必要条件,但多元函数各偏导数存在只是全微分存在的必要条件而不是充分条件,即可微=>可偏导。
5、多元函数可微的充分条件定理(充分条件)如果函数z=f(x,y)的偏导数存在且在点 (x,y)连续,则函数在该点可微分。
6.多元函数极值存在的必要、充分条件定理(必要条件)设函数 z=f(x,y)在点(x0,y0)具有偏导数,且在点(x0,y0)处有极值,则它在该点的偏导数必为零。
定理(充分条件)设函数 z=f(x,y)在点(x0,y0)的某邻域内连续且有一阶及二阶连续偏导数,又 fx(x0,y0)=0,fy(x0,y0)=0,令fxx(x0,y0)=0=A,fxy(x0,y0)=B,fyy(x0,y0)=C,则 f(x,y)在点(x0,y0)处是否取得极值的条件如下: (1)AC-B2>0 时具有极值,且当 A0 时有极小值;(2)AC-B2y)dxdy,特殊地由于 -|f(x,y)|≤f(x,y)≤|f(x,y)|又有不等式|∫∫f(x,y)dxdy|≤∫∫|f(x,y)|dxdy.性质设 M,m 分别是 f(x,y)在闭区域 D 上的最大值和最小值,σ是D 的面积,则有 mσ≤∫∫f(x,y)dσ≤Mσ。