经常用到的初等数学公式

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考研数学公式大全目录一、高等数学 (1)(一) 函数、极限、连续 (1)(二) 一元函数微分学 (5)(三)一元函数积分学 (13)(四) 向量代数和空间解析几何 (20)(五)多元函数微分学 (29)(六)多元函数积分学 (35)(七)无穷级数 (40)(八)常微分方程 (47)二、线性代数 (52)(一) 行列式 (52)(二)矩阵 (54)(三) 向量 (57)(四)线性方程组 (60)(五)矩阵的特征值和特征向量 (62)(六)二次型 (63)三、概率论与数理统计 (66)(一)随机事件和概率 (66)(二)随机变量及其概率分布 (70)(三)多维随机变量及其分布 (72)(四)随机变量的数字特征 (75)(五)大数定律和中心极限定理 (78)(六)数理统计的基本概念 (79)(七)参数估计 (81)(八)假设检验 (84)经常用到的初等数学公式 (86)平面几何 (91)一、高等数学(一) 函数、极限、连续考试内容公式、定理、概念函数和隐函数函数:设有两个变量x和y,变量x的定义域为D,如果对于D中的每一个x值,按照一定的法则,变量y有一个确定的值与之对应,则称变量y为变量x的函数,记作:()y f x=基本初等函数的性质及其图形,初等函数,函数关系的建立:基本初等函数包括五类函数:1幂函数:()y x Rμμ=∈;2指数函数xy a=(0a>且1a≠);3对数函数:logay x=( 0a>且1a≠);4三角函数:如sin,cos,tany x y x y x===等;5反三角函数:如arcsin,arccos,arctany x y x y x===等.初等函数:由常数C和基本初等函数经过有限次四则运算与有限此复合步骤所构成,并可用一个数学式子表示的函数,称为初等函数.数列极限与函数极限的定义及其性质,函数的左极限100lim()()()x xf x A f x f x A-+→=⇔==200lim()()(),lim()0 x x x xf x A f x A a x a x→→=⇔=+=其中3(保号定理)β(x) ()(()k x c c x αβ=,x 211x xn-A B;≠0)m-1(二) 一元函数微分学考试内容对应公式、定理、概念导数和微分的概念左右导数导数的几何意义和物理意义1导数定义:00()()'()limxf x x f xf xx→+-=(1)或()()'()limx xf x f xf xx x→-=-(2)2函数()f x在x处的左、右导数分别定义为:左导数:00000()()()()()lim lim,() x x xf x x f x f x f xf x x x xx x x---∆→→+∆--'===+∆∆-右导数:000()()()()()lim limx x xf x x f x f x f xf xx x x+++∆→→+∆--'==∆-函数的可导性与连续性之间的关系,平面曲线的切线和法线Th1: 函数()f x在x处可微()f x⇔在x处可导Th2: 若函数()y f x=在点x处可导,则()y f x=在点x处连续,反之则不成立.即函数连续不一定可导.Th3:()f x'存在00()()f x f x-+''⇔=00()()(,)f x x x f x M x y=设函数在处可导,则在处的000000-'()()1-(),'()0.'()y y f x x xy y x x f xf x=-=--≠切线方程:法线方程:导数和微分的四则运算,初四则运算法则:设函数()u u x=,()v v x=在点x可导则(1) ()u v u v'''±=±()d u v du dv±=±(2) ()uv uv vu'''=+()d uv udv vdu=+1)(1)! n-!n +!x n +21!x n +sin !n x n n π+3sin !n x n +cos !x n n +cos !n +313x -+3(x -+-(1)m m -+111)(1n m n x +--+ 或(1)m m -1)(nn x o x +函数单调性的判断:(三)一元函数积分学考试内容对应公式、定理、概念原函数和不定积分的概念,不定积分的基本性质基本性质1()()kf x dx k f x dx=⎰⎰(0k≠为常数)21212[()()()]()()()k kf x f x f x dx f x dx f x dx f x dx±±±=±±±⎰⎰⎰⎰3求导:[()]'()f x dx f x=⎰或微分:()()d f x dx f x dx=⎰4'()()F x dx F x C=+⎰或()()dF x F x C=+⎰(C是任意常数)基本积分公式111k kx dx x Ck+=++⎰(1k≠-)211dx Cxx=-+⎰12dx x Cx=+⎰,2221321,23n n n n n ---当为偶数当为奇数,cos 0,n nx mxdx n π⎧=⎨≠⎩ϕ)]'()x则上的一个原函数a g x dx⎰]上连续(()(四) 向量代数和空间解析几何考试内容对应公式、定理、概念向量的概念,向量的线性运算,1.向量:既有大小又有方向的量,又称矢量.2.向量的模:向量a的大小.记为a.3.向量的坐标表示:若向量用坐标表示{,,}a xi yj zk x y z=++=,则222a x y z=++4向量的运算法则:Ⅰ加减运算设有矢量111{,,}a x y z=,222{,,}b x y z=,则121212{,,}.a b x x y y z z±=±±±Ⅱ.数乘运算数乘运算∆矢量a与一数量λ之积aλ,00,0,a a aaa a aλλλλλλ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩即与同向0=0,即为零矢量-即与反向设111{,,}a x y z=,则111{,,}.a x y zλλλλ=向量的数量积和向量积,向量的混合积,1矢量的数积(点积,内积):矢量a与b的数量积()cos,.a b a b a b⋅=设111{,,}a x y z=,222{,,}b x y z=,则121212.a b x x y y z z⋅=++2矢量的向量积(叉积,外积):设有两个向量a与b,若∃sin(c a b =,c a c b ⊥⊥,即c 垂直于a ,b ,c 成右手系.则称矢量为矢量a 111{,,}x y z {,b x =1112222i j y z x x x i k y x y z ==-+则这样的数积称为矢量a ,b ,c 的混合积,记为(,,)a b c ,即(,a 333{,,}x y z =,1z//0x a b a b ⇔⨯=⇔,,y z 之中有一个为“0)矢量a 与b 的夹角,可由下式求出1222x x y x y +++0b vc +=或者(,a b 2,a x =⎨+⎪⎩向量的方向余弦:单位向量的方向余弦:显然若方程中某个坐标不出现,则平面就平行于该坐标轴,i=A (3)两点式方程平面间的关系0 01i j kxl m n M M M P⨯=准线为各种形式的柱面方程的求法(五)多元函数微分学考试内容对应公式、定理、概念多元函数的概念,二元函数的几何意义,二元函数的极限和连续的概念,二元函数(,)z f x y=连续,可导(两偏导存在)与可微三者的关系如下:可导←可微→函数连续“←→”表示可推出用全微分定义验证一个可导函数的可微性,只需验证:''(,)(,)lim0x yz f x y x f x y yρρ→∞∆-∆-∆是否为有界闭区域上多元连续函数的性质,多元函数偏导数和全微分,全微分存在的必要条件和充基本原理''''''''1()(,)(,),(,),(,)(,)xy yxxy yxThz f x y f x y f x yD f x y f x y==求偏导与次序无关定理设的两个混合偏导数在区域内连续则有2()(,)(,) ,,,Th z f x y P x yz z z zdz dx dyx y x y=∂∂∂∂=+∂∂∂∂可微与偏导存在的关系定理若在点处可微则在该点处必存在且有u x v xy v y +∂∂∂+∂∂∂,dx v dx+∂称之为(,,),(,),x u v u x y v z f f u f x v x u f v y v y ϕ=∂∂∂∂+∂∂∂∂∂∂+∂∂∂复合函数一定要设中间变量,抽象函数的高阶偏导数,00dy dz dx==⇒(cos ,cos αcos l gradf grad =〈0"(,y f x y的一个极值点(六)多元函数积分学考试内容对应公式、定理、概念二重积分与三重积分的概念、性质、计算和应用1二重积分:{},11iI=(,)lim(),1,2,)maxni i i idi niif x y d f d dd i nσξησσ→≤≤=∆=∆=∑⎰⎰D=,其中为的直径(几何意义:(,)0,(,)I(,) Dz f x y x y D z f x y =≥∈=当时,而二重积分表示以为曲顶,以为底的柱体体积。

(,)y f x y 2)如果积分域D 关于轴对称,为(,)f x y σ⎰⎰则二重积分dL⎰⇔存在函数(u x 00(,)(,),)x y x y x y Pdx =⎰LPdx Qdy +⎰L Pdx Qdy-⎰是空间中的有界闭区域,由分块光滑的曲面所,,),(,,x y z R x y zRdz(,,)P x y z 点处的散度为P Q R divA x y z ∂∂∂=++∂∂∂ 均有连续的一阶偏导数,则旋度rot A 为:ik x y z P∂=∂∂∂(七)无穷级数考试内容对应公式、定理、概念常数项级数的收敛与发散的概念,收敛级数的和的概念级数的基本性质与收敛的必要条件1级数1n n u ∞=∑的性质: 11(1)0n n n n c u cu ∞∞==≠∑∑设的常数,则与有相同敛散性112n n n n u v ∞∞==∑∑()设有两个数级与111,,().n n n n n n n u s v u v s σσ∞∞∞=====±=±∑∑∑若则111,().n n n n n n n u v u v ∞∞∞===±∑∑∑若收敛,发散则发散1ρ∞⎧>∑时,则交错级数收敛,其和,S u ≤1利用多项式的长除法可得:00,a C C b =∞,(!!n nu u n n ∞++∑21(21)!(2n nnu n n ++++42(2)!(2nu u u n n ∞+31,(11n n n nu u u n n +∞+++(1)(1)(!a a a a n un ---+)02n a =+∑[-,]l l 为周期的函数,且在上可积,则以)cos n x b π+02n a =+∑[-,]ππ在上满足条件:除有限个第一类间断点外都连续。