《高等数学(微积分学)》笔记
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高等数学1:一元函数微积分学
一元函数微积分学是一门具有普遍价值的数学课程,它是描述数学中一元函数的变化趋势以及求解相关问题的一种数学方法。
一元函数微积分学的基础是微积分学,它是由法国数学家库仑发明的一种数学方法,主要是研究函数的微小变化。
微积分学的结果就是一元函数微积分学,它是一种研究函数变化趋势的方法,可以描述函数在各个点的变化状态,也可以用来求解函数的极值和极限,从而获得函数的全局特征。
研究一元函数微积分学需要掌握一些基本概念,如函数极限、微分、导数、极值等,这些概念可以帮助我们更好地理解函数的变化趋势,有助于求解函数的极值、极限等问题。
在研究一元函数微积分学时,除了要掌握一些基本概念外,还要掌握一些解决问题的方法,如泰勒公式、换元法和求积分等。
这些方法可以帮助我们研究函数的变化趋势,从而更好地理解函数的特征。
总之,一元函数微积分学是一门十分重要的数学课程,它能够帮助我们更好地理解函数的变化趋势,有助于求解函数的极值和极限,从而获得函数的全局特征。
研究一元函数微积分学时,除了要掌握一些基本概念外,还要掌握一些解决问题的
方法,如泰勒公式、换元法和求积分等。
只有掌握了这些方法,才能更好地理解函数的特征,并能够解决函数相关的问题。
数学分析高等数学微积分基本定理及公式微积分的基本定理是微积分学中最基础、最重要的定理之一,可以说是微积分的核心。
该定理由牛顿、莱布尼茨以及斯托克斯等人独立发现,奠定了微积分学的基础。
微积分的基本定理可以分为两个部分:微积分基本定理第一部分,也称为牛顿—莱布尼茨公式,描述了积分和导数之间的关系;微积分基本定理第二部分,也称为斯托克斯公式,描述了曲线积分和曲面积分之间的关系。
下面将对这两个部分进行详细介绍。
微积分基本定理第一部分,牛顿—莱布尼茨公式,可以简洁地表示为:∫[a,b] f(x)dx = F(b) - F(a)其中,f(x)为连续函数,F(x)为其原函数,[a,b]代表积分区间。
该公式说明了连续函数的不定积分可以通过求原函数在积分区间端点处取值之差来计算。
这个公式也可以用来计算定积分,即通过求被积函数的原函数在积分区间端点处的值之差来计算定积分的值。
微积分基本定理第二部分,斯托克斯公式,可以简洁地表示为:∫∫(S) ∇ × F · ds = ∫(C) F · dr其中,∇ × F为矢量场F的旋度,S为曲面,C为曲线,ds为曲面元素,dr为曲线元素。
该公式说明了矢量场的曲面积分可以通过计算该矢量场的旋度沿曲线的环路积分来求得。
这个公式还可以推广到高维空间中的曲面和曲线。
值得注意的是,微积分基本定理的条件之一是函数的连续性。
如果函数在积分区间内存在间断点,那么微积分基本定理并不成立,必须通过其他方法来计算积分值。
总之,微积分基本定理是微积分学中的核心定理,它将微分学和积分学相统一,为计算和应用微积分提供了有力的工具。
通过这个定理,我们可以方便地计算积分,并且利用其在各种实际问题中解决数学和物理问题。
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数学读书笔记大全篇1数学读书笔记一、前言数学是一门研究数量、结构、变化和空间等概念的学科,它广泛应用于各个领域,包括科学、工程、经济等。
通过阅读数学书籍,我们可以深入了解数学的理论基础、算法和应用,拓展我们的思维方式和解决问题的方法。
二、阅读经历在阅读《高等数学》时,我深深被其中的概念、公式和推理所吸引。
这本书深入探讨了微积分、线性代数、概率论等高等数学的核心内容,使我对数学的理解更加深入。
同时,我也意识到高等数学在现代科技中的重要性,它为我们解决许多复杂问题提供了有力的工具。
在阅读《算法导论》时,我被书中简洁而严谨的算法描述所吸引。
这本书详细介绍了各种算法的设计和实现,使我深入了解了算法的本质和其在计算机科学中的地位。
通过阅读这本书,我更加明确了算法在解决实际问题中的关键作用。
三、心得体会通过阅读数学书籍,我深刻理解了数学的重要性和实用性。
数学不仅是科学的基础,也是解决问题的关键工具。
在解决实际问题时,我们需要运用数学的概念、方法和工具来分析和解决。
同时,我也意识到数学的学习需要不断积累和练习。
只有通过不断的实践和学习,我们才能掌握数学的精髓,并将其应用到实际生活中。
四、总结通过阅读数学书籍,我不仅拓展了数学知识,也提高了解决问题的能力。
我相信,在未来的学习和工作中,这些数学知识将对我产生深远的影响。
我将继续努力学习,提高自己的数学水平,以更好地服务于社会。
数学读书笔记大全篇2以下是一个示例,关于“微积分”主题的读书笔记:一、背景"微积分"是数学的一个分支,专注于研究函数的变化率,也被称为导数。
它是物理学、工程学和经济学等领域的基础,因为这些领域中的许多问题都可以转化为导数的问题。
《高等数学》函数考点精讲与例题解析 第一部分 函数 极限 连续函数是微积分的研究对象,极限是微积分的理论基础,而连续性是可导性与可积性的重要条件。
它们是每年必考的内容之一。
第一节 函 数内容考点一、函数的定义给定两个非空数集D 和M ,若有对应法则f ,使得对于D 内的每一个x ,都有唯一确定的M y ∈与之对应,则称f 是定义在数集D 上的函数,记作)(x f y =,D x ∈,数集D 成为函数的定义域,)(D)(M f ⊂称为值域。
【考点一】会求函数的定义域及其表达式,特别是复合函数的定义域。
二、函数的奇偶性(1)首先必须要求函数的定义域关于原点对称。
例如,)(x f y =的定义域为),(a a -)0(>a 关于原点对称。
(2)验证对于任),(a a x -∈,都有)()(x f x f =-,称)(x f 为偶函数;偶函数)(x f 的图形关于y 轴对称。
(3)验证若对于任),(a a x -∈都有)()(x f x f -=-,称)(x f 为奇函数;奇函数)(x f 的图形关于坐标原点对称。
【考点二】会判定函数)(x f 的奇偶性,不管)(x f 的具体形式是什么,都需要计算)(x f -的值。
如果)()(x f x f =-,则由定义知)(x f 为偶函数;如果)()(x f x f -=-,则由定义知)(x f 为奇函数。
三、函数的周期性对函数)(x f y =,若存在常数0>T ,使得对于定义域的每一个x ,T x +仍在定义域内,且有)()(x f T x f =+,则称函数)(x f y =为周期函数,T 称为)(x f 的周期。
【考点三】判断函数是否为周期函数,主要方法是根据周期函数的定义,要先找到一个非零常数T ,计算是否有等式)()(x f T x f =+成立。
特别要求掌握三角函数的周期性四、函数的有界性设函数)(x f y =在数集X 上有定义,若存在正数M ,使得对于每一个X x ∈,都有M x f ≤)( 成立,称)(x f 在X 上有界,否则,即这样的M 不存在,称)(x f 在X 上无界。
高等数学(微积分学)主讲:王飞燕教授、柳重堪教授、蔡高厅教授宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。
(华罗庚,1910—1985)数学处于人类智能的中心领域。
(冯﹒诺依曼,1903—1957)数学是调节理论和实践、思想和经验之间差异的工具。
它架起了一座连通双方的桥梁,并在不断地加固它。
事实上,全部现代文明中有关理性认识和征服自然的部分都有赖于数学。
(希尔伯特,1863—1943)前言《高等数学》主要包括:一元和多元函数、极限与连续、导数与微分学、导数应用、不定积分、定积分、无穷级数(包括傅里叶级数)、微分方程、矢量代数、空间解析几何。
教学目标:掌握高等数学基本知识、基本理论,基本计算方法,提高数学素养;培养学生抽象思维和逻辑推理能力,辩证的思想方法;培养学生的空间想象能力;培养学生分析问题和解决问题的能力;为学生进一步学习数学打下一定的基础,为学习专业的后继课程准备必要的数学基础。
第一章函数一、实数:1、数的扩展:自然数集(N)、整数集(Z,自然数+零+负整数)、有理数集(Q,整数+分数)、实数集(R,有理数+无理数)、复数(实数+虚数)……在高等数学研究中的数基本上都是实数,若用到虚数都会特别的说明。
2、数的几何表示——数轴:数轴的特点:有正负方向、有零点、有刻度。
它的作用是:数轴上的点与实数是一一对应的关系。
3、区间:某一实数集A与数轴上的某一区间对应。
﹛x:a<x<b﹜=﹙a ,b﹚——开区间,﹛x:a≤x≤b﹜=[a,b]——闭区间。
4、邻域:假设有两个数,a、δ(δ>0),则称实数集﹛x|a-δ<x<a+δ﹜为点a的δ邻域,记为N(a,δ),a被称为N(a,δ)的中心,δ>0被称为N(a,δ)的半径。
去心邻域:把N(a,δ)的中心点a去掉,称为a的去心邻域,记为N(a,δ)=﹛x|0<|x-a|<δ﹜=N(a,δ)﹨﹛a﹜。
5、绝对值:二、函数:1、常量&变量:常量:在某一过程中,取固定值的量,g、π等。
变量:在某一过程当中,可以取不同数值的量,R、t、s等。
2、函数:有两个变量,且这两个变量之间有依赖关系,当一个变量在某个区间取定一个数值时,另一个变量取相应的值,如下,其中x称为这个函数的自变量,y称为这个函数的因变量;x的取值范围称为定义域,y 的取值范围称为值域。
y=f(x)【注】:(1)f表示了一种自变量和因变量的对应规则;(2)f表示函数,f(x)表示函数值,y=f(x)称作y是x的函数;(3)函数符号可以用f、g、h……;(4)函数具有单值性,即一个x只有一个唯一的y与其对应;(5)函数的定义域非常重要;,注意有时需要考虑它的物理意义;(6)y=f(x),含有n个自变量的函数,称为n元函数。
3、函数的表示方法:(1)解析法(即公式法):如y=x3-1。
优点:可以精确的来研究函数;缺点:不直观。
(2)图形法:在直角坐标系中,把满足y=f(x)的点(x,y)的轨迹,即为该函数的图形。
优点:直观;缺点:不精确。
(3)列表法:优点:便于查找函数值;缺点:不完整。
4、函数的属性:(1)有界性:y=f(x)有界如果存在M>0,使得|f(x)|≤M,其中在定义域内的x都成立,则该函数具有有界性。
如正弦函数|sin x|≤1;相反,为无界函数。
(2)奇偶性(对称性):若f(x)=f(-x),则称f(x)为偶函数,如y=x2,几何特点是以y 轴对称。
若f(x)=-f(x),则称f(x)为奇函数,如y=x3,几何特点是以原点为中心对称。
如:f(x)=(a x +a-x)/2为偶函数,g(x)=(a x-a-x)/2为奇函数。
(3)周期性(循环性):如果y=f(x),x∈D,若存在T>0,使得对任意x∈D有x+T∈D 且f(x +T)=f(x),则该函数具有周期性。
【注】:有些函数存在最小正周期。
(4)单调性:如果对于任意的两点x1<x2且∈x1、x2(a,b),均有f(x1)<f(x2),则称函数f(x)在区间(a,b)内是单调上升函数(单调增加)。
如果对于任意的两点x1<x2且∈x1、x2(a,b),均有f(x1)>f(x2),则称函数f(x)在区间(a,b)内是单调递减函数(单调减小)。
注:说函数的单调性一定要注明区间。
三、初等函数:1、基本初等函数:基本初等函数是指下面这些函数:(1)常值函数:y=c(2)幂函数:y=xα(α可以取任意实数)(3)指数函数:y=a x(其中a>0且a≠1),如y=e x(其中e=2.718……)(4)对数函数:y=log a x,如y=log e x(5)三角函数:主要有y=sinx,y=cosx,y=tgx(6)反三角函数:y=arcsinx,yarccosx,y=arctgx2、函数的运算:基本运算:加、减、乘、除;特殊运算:符合运算。
如y=lgsinx,则y=lgu,u=sinx。
3、初等函数:初等函数是指由基本初等函数经过有限次的加、减、乘、除,符合而成的函数。
4、建立函数关系举例:注意:第一,根据问题分清变量和常量;第二,在变量里面分清自变量和因变量;第三,存在多余变量,要消掉多余变量。
四、小结:1、注意区间、邻域的概念和表达;2、函数:概念、定义域、值域、表达、建立函数关系等。
第二章极限与连续一、数列的极限:1、数列和数列极限:数列是指一列有次序的数,按一定次序排列就构成数列,如X1、X2、X3……X n。
极限研究的是数列的变化趋势。
数列极限是指对于一个数列,当n趋于无限大时,这个数列无限地接近于某一个常数,就称这个数列是有极限的,而这个常数就称为这个数列的极限。
2、无限接近:“无限接近”:|X n -C|之间的距离。
【定义】设X n 、a ,如果对任ε>0,总存在N 使得当n>N 开始,均有|X n -a|<ε,则称数列X n 的极限是a ,记成lim n→+∞Xn =a 。
即:a-ε<X n <a+ε(数列极限的几何意义) 3、数列极限的性质: 1、唯一性(极限的唯一的):2、增加或者删去有限项,不影响数列极限的存在和极限值;3、有极限的数列,它一定是有界的,即|X n |<M ; 有极限一定是有界的,有界的不一定存在极限。
4、极限的运算法则:假设:存在两个存在极限的数列lim n→+∞X n 、lim n→+∞Y n ,那么: lim n→∞(Xn ±Yn )=lim n→+∞X n ±lim n→+∞Y n lim n→∞(Xn ×Yn )=lim n→+∞X n ×lim n→+∞Y n lim n→+∞Xn Yn=lim n →+∞Xn lim n →+∞Yn(lim n→+∞Y n ≠0 )【注】求极限只能用极限的运算法则和极限的性质。
一般地,lim n→+∞(a +aq +⋯aq n-1)=lim n→+∞a−aq n 1−q=a1−q(其中|q|<1)。
二、函数的极限:1、当x →±∞时函数的极限:【定义】如果某个函数f (x )在(a ,+∞)有定义,如果任意给定(∀)ε>0,总存在(∃)X>0,使得当x>X时,总有|f(x)-A|<ε,则称A是f(x)当x趋于正无穷时的极限,记为lim x→+∞f x=A。
【定义】假设f(x)在(−∞,a)有定义,且给定(∀)ε>0,总存在(∃)X>0,使得当x<-X时,总有|f(x)-A|<ε,则称A是f(x)当x趋于负无穷时的极限,记为lim x→—∞f x=A。
如果lim x→+∞f x=A,且lim x→—∞f x=A,则lim x→∞f x=A。
2、当x→x o时函数的极限:【定义】假设f(x)在x0的某邻域有定义(不包括x0),且当x 无限接近于x0时,f(x)无限接近于A,则称A是f(x)当x趋近于x0时的极限,记为lim x→x0f x=A。
如lim x→0sinxx = 1,lim x→01x的极限不存在,lim x→0sin1x的极限不存在。
【注】对某个函数f(x),当x从左边趋于x0时的极限为A,则称A为函数的左极限;当x从右边趋于x0时的极限为B,则称B为函数的右极限。
如果lim x→x0f x=A↔ f(x0-0)=f(x0+0)=A.3、运算法则:lim[f(x)±g(x)]=lim f(x)±lim g(x)lim[f x×g(x)]=lim f(x) × lim g(x)lim f(x)g(x) =lim f(x)lim g(x)(lim g(x)≠0)【推论】lim n→a(c n a n+c n−1a n−1+⋯+c0)=c n a n+ c n−1a n−1+⋯+c0【注意】x趋于0和无穷的求极限的方法不同。
三、两个极限存在的定理及应用:1、夹逼定理:假设在x0的邻域内,存在g(x)≤f(x)≤h(x),且lim x→x0g(x)=lim x→x(x)=A,则lim x→xf(x)=A。
根据夹逼定理,可以推出如下结论:(1)lim x→0sinx=0,lim x→0cosx=1;(2)lim x→x0sinx=sin x0,lim x→xcosx=cos x0;(3)lim x→0sinxx= 1;2、单调数列存在定理:a1≤a2≤a3……,则该数列为单调上升数列;a1≥a2≥a3……,则该数列为单调下降数列。
单调、有界数列一定存在极限。
考察:a n=(1+1n)n,特点:第一,a n<a n+1;第二,a n<3;第三,lim n→+∞(1+1n )n=e≈2.718……,lim n→−∞(1+1n )n=e,所以lim x→∞(1+1x)x=e。
幂指函数:(1+1x )x=a xlog a(1+1x)是初等函数。
即:lim u→0(1+u)1u=e。
四、无穷小量与无穷大量:1、无穷小量:如果一个量有极限,而且它的极限等于0,它就是无穷小量,即极限为0的量就是无穷小量。
f(x)=A,则f(x)-A是无穷小量(当x 一般地,若lim x→x→x0),反之亦然。
无穷小量的性质:(1)有限个无穷小量之和,仍然是无穷小量;(2)有限个无穷小量之积,是无穷小量;(3)常量与无穷小量相乘仍然是无穷小量;(4)有界量与无穷小量相乘,仍然是无穷小量。
无穷小量的比较:两个无穷小量相除,若结果也是无穷小量,则称分子是分母的高阶无穷小量,记为f(x)=0(g(x))(注:小0仅仅表示高阶,而不是真正的等号);若结果是一个常数,则称分子和分母是同阶无穷小量(等价无穷小量),记为f(x)∽g(x)。