[高等数学]知识点

《高等数学》知识点

一、 函数与极限 (一) 函数

1、 2、 3、 4、

函数定义及性质(有界性、单调性、奇偶性、周期性); 反函数、复合函数、函数的运算;

初等函数:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数; 函数的连续性与间断点;

函数

f (x ) =f (x 0) f (x ) 在x 0连续

x lim →x

第一类:左右极限均存在.

可去间断点、跳跃间断点 第二类:左右极限、至少有一个不存在. 无穷间断点、振荡间断点

设函数

f (x )=⎧⎨e x , x ≤0,则a 取( )时f (x ) 在x =0处连续

⎩a +x , x >0

x lim →x f (x ) =f (x 0

0) f (0)=1

lim -f (x ) =lim x

x →0

x →0

-e =1

x lim →0+

f (x ) =lim x →0

+(a +x ) =1⇒a =1

(二) 极限

1、 定义 1) 数列极限

lim n →∞

x n =a

2) 函数极限

x lim →x f (x ) =A ,

左极限:

f (x -0) =x lim →x -f (x )

右极限:

f (x +0) =x lim →x +f (x )

x lim →x f (x ) =A 存在 ⇔f (x -+

0) =f (x 0)

2、 极限存在准则

单调有界准则:单调有界数列必有极限. 3、 无穷小(大)量 1) 定义:若

lim α=0则称为无穷小量;若lim α=∞则称为无穷大量.

2) 无穷小的阶:高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小 4、 求极限的方法 1) 极限运算准则及函数连续性; 2)

两个重要极限:

lim sin x

a)

x →0x

=1 1

lim x

x →0(1+x ) =x lim →+∞(1+1x

) x

=e

b)

3)

无穷小代换:(

x →0)

a)

x ~sin x ~tan x ~arcsin x ~arctan x 121-cos x ~x

2

e x -1~x (a x -1~x ln a )

b)

c)

d)

x

ln(1+x ) ~x (log a (1+x ) ~)

ln a (1+x ) α-1~αx

e)

二、 导数与微分 (一) 导数

1、 定义:

f '(x 0) =lim

x →x 0

f (x ) -f (x 0)

x -x 0

左导数:

f (x ) -f (x 0)

f -'(x 0) =lim -

x →x 0x -x 0f +'(x 0) =lim +

x →x 0

右导数:

f (x ) -f (x 0)

x -x 0

函数

2、 3、 4、

f (x ) 在x 0点可导⇔f -'(x 0) =f +'(x 0)

f '(x 0) 为曲线y =f (x ) 在点(x 0, f (x 0) )处的切线的斜率.

几何意义:

可导与连续的关系: 求导的方法 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

导数定义; 基本公式; 四则运算; 复合函数求导; 隐函数求导数; 参数方程求导; 对数求导法.

5、

d 2y d ⎛dy ⎫

= ⎪ 高阶导数 定义:

dx 2dx ⎝dx ⎭

(二) 微分

1)

定义:

∆y =f (x 0+∆x ) -f (x 0) =A ∆x +o (∆x ) ,其中

A 与∆x 无关.

2)

可导,且

dy =f '(x 0) ∆x =f '(x 0) dx

三、 导数的应用 (一) 洛必达法则 (二) 单调性及极值

1、 单调性判别法:

f (x ) ∈C [a , b ],f (x ) ∈D (a , b )

,则若

f '(x ) >0,则f (x ) 单调增加;则若f '(x )

调减少.

2、 极值及其判定定理:

a) 必要条件:

f (x ) 在x 0可导,若x 0为f (x ) 的极值点,则f '(x 0) =0.

b) 第一充分条件:

f (x ) 在x 0的邻域内可导,且f '(x 0) =0,则①若当x x 0时,f '(x )>0,

x 0

x 0,当x >x 0时,f '(x )

大值点;②若当则

x 0为极小值点;③若在x 0的两侧f '(x ) 不变号,则x 0不是极值点.

c) 第二充分条件:

f (x )

在处二阶可导,且

f '(x 0) =0

f ''(x 0) ≠0,则

①若小值点.

3、 凹凸性及其判断,拐点

1)f (x ) 在区间I 上连续,若∀x 1, x 2∈I , f (

f ''(x 0) 0,则x 0为极

x 1+x 2f (x 1) +f (x 2)

)

则称

f (x )

在区间I 上的

∀x 1, x 2∈I , f (

图形是凸的. 2)判定定理:

x 1+x 2f (x 1) +f (x 2)

) >,则称f (x ) 在区间22

I 上的

f (x ) 在[a , b ]上连续,在(a , b ) 上有一阶、二阶导数,则

a) 若 b) 若

∀x ∈(a , b ), f ''(x ) >0, 则f (x ) 在[a , b ]上的图形是凹的; ∀x ∈(a , b ), f ''(x )

y =f (x ) 在区间I 上连续,x 0是f (x ) 的内点,如果曲线y =f (x )

3)拐点:设经过点拐点.

(x 0, f (x 0)) 时,曲线的凹凸性改变了,则称点(x 0, f (x 0)) 为曲线的

四、 不定积分 (一) 概念和性质

1、 原函数:在区间I 上,若函数

F (x ) 可导,且F '(x ) =f (x ) ,则F (x ) 称

f (x ) 的一个原函数.

f (x ) 的带有任意常数的原函数称为f (x ) 在区间I

2、 不定积分:在区间I 上,函数

上的不定积分.

3、 基本积分表; 4、 性质. (二) 换元积分法

1、

元法(凑微分):

⎰f [ϕ(x )]ϕ'(x ) d x =[⎰f (u ) du ]u =ϕ(x )

2、

⎰f (x ) dx =[⎰f [ϕ(t )]ϕ'(t ) d t ]t =ϕ-1(x )

(三) 分部积分法:五、 定积分

(一) 概念与性质:

⎰udv =uv -⎰vdu

n

定义:a

b

f (x ) dx =lim ∑f (ξi ) ∆x i

λ→0

i =1

(二) 微积分基本公式(N —L 公式)

1、 变上限积分:设

Φ(x ) =⎰f (t ) dt ,则Φ'(x ) =f (x )

a

x

2、 N —L 公式:若

F (x )

f (x )

的一个原函数,则

b

a

f (x ) dx =F (b ) -F (a )

b

(三) 换元法和分部积分

换元法:

a

f (x ) dx =⎰f [ϕ(t )]ϕ'(t ) d t

α

β

分部积分法:

b

a

udv =[uv ]-⎰vdu

b a

a

b

六、 定积分的应用 (一) 平面图形的面积

A =⎰[f 2(x ) -f 1(x )]dx

a

b

A =⎰[g 2(y ) -g 1(y )]dy

c

d

《高等数学》知识点

一、 函数与极限 (一) 函数

1、 2、 3、 4、

函数定义及性质(有界性、单调性、奇偶性、周期性); 反函数、复合函数、函数的运算;

初等函数:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数; 函数的连续性与间断点;

函数

f (x ) =f (x 0) f (x ) 在x 0连续

x lim →x

第一类:左右极限均存在.

可去间断点、跳跃间断点 第二类:左右极限、至少有一个不存在. 无穷间断点、振荡间断点

设函数

f (x )=⎧⎨e x , x ≤0,则a 取( )时f (x ) 在x =0处连续

⎩a +x , x >0

x lim →x f (x ) =f (x 0

0) f (0)=1

lim -f (x ) =lim x

x →0

x →0

-e =1

x lim →0+

f (x ) =lim x →0

+(a +x ) =1⇒a =1

(二) 极限

1、 定义 1) 数列极限

lim n →∞

x n =a

2) 函数极限

x lim →x f (x ) =A ,

左极限:

f (x -0) =x lim →x -f (x )

右极限:

f (x +0) =x lim →x +f (x )

x lim →x f (x ) =A 存在 ⇔f (x -+

0) =f (x 0)

2、 极限存在准则

单调有界准则:单调有界数列必有极限. 3、 无穷小(大)量 1) 定义:若

lim α=0则称为无穷小量;若lim α=∞则称为无穷大量.

2) 无穷小的阶:高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小 4、 求极限的方法 1) 极限运算准则及函数连续性; 2)

两个重要极限:

lim sin x

a)

x →0x

=1 1

lim x

x →0(1+x ) =x lim →+∞(1+1x

) x

=e

b)

3)

无穷小代换:(

x →0)

a)

x ~sin x ~tan x ~arcsin x ~arctan x 121-cos x ~x

2

e x -1~x (a x -1~x ln a )

b)

c)

d)

x

ln(1+x ) ~x (log a (1+x ) ~)

ln a (1+x ) α-1~αx

e)

二、 导数与微分 (一) 导数

1、 定义:

f '(x 0) =lim

x →x 0

f (x ) -f (x 0)

x -x 0

左导数:

f (x ) -f (x 0)

f -'(x 0) =lim -

x →x 0x -x 0f +'(x 0) =lim +

x →x 0

右导数:

f (x ) -f (x 0)

x -x 0

函数

2、 3、 4、

f (x ) 在x 0点可导⇔f -'(x 0) =f +'(x 0)

f '(x 0) 为曲线y =f (x ) 在点(x 0, f (x 0) )处的切线的斜率.

几何意义:

可导与连续的关系: 求导的方法 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

导数定义; 基本公式; 四则运算; 复合函数求导; 隐函数求导数; 参数方程求导; 对数求导法.

5、

d 2y d ⎛dy ⎫

= ⎪ 高阶导数 定义:

dx 2dx ⎝dx ⎭

(二) 微分

1)

定义:

∆y =f (x 0+∆x ) -f (x 0) =A ∆x +o (∆x ) ,其中

A 与∆x 无关.

2)

可导,且

dy =f '(x 0) ∆x =f '(x 0) dx

三、 导数的应用 (一) 洛必达法则 (二) 单调性及极值

1、 单调性判别法:

f (x ) ∈C [a , b ],f (x ) ∈D (a , b )

,则若

f '(x ) >0,则f (x ) 单调增加;则若f '(x )

调减少.

2、 极值及其判定定理:

a) 必要条件:

f (x ) 在x 0可导,若x 0为f (x ) 的极值点,则f '(x 0) =0.

b) 第一充分条件:

f (x ) 在x 0的邻域内可导,且f '(x 0) =0,则①若当x x 0时,f '(x )>0,

x 0

x 0,当x >x 0时,f '(x )

大值点;②若当则

x 0为极小值点;③若在x 0的两侧f '(x ) 不变号,则x 0不是极值点.

c) 第二充分条件:

f (x )

在处二阶可导,且

f '(x 0) =0

f ''(x 0) ≠0,则

①若小值点.

3、 凹凸性及其判断,拐点

1)f (x ) 在区间I 上连续,若∀x 1, x 2∈I , f (

f ''(x 0) 0,则x 0为极

x 1+x 2f (x 1) +f (x 2)

)

则称

f (x )

在区间I 上的

∀x 1, x 2∈I , f (

图形是凸的. 2)判定定理:

x 1+x 2f (x 1) +f (x 2)

) >,则称f (x ) 在区间22

I 上的

f (x ) 在[a , b ]上连续,在(a , b ) 上有一阶、二阶导数,则

a) 若 b) 若

∀x ∈(a , b ), f ''(x ) >0, 则f (x ) 在[a , b ]上的图形是凹的; ∀x ∈(a , b ), f ''(x )

y =f (x ) 在区间I 上连续,x 0是f (x ) 的内点,如果曲线y =f (x )

3)拐点:设经过点拐点.

(x 0, f (x 0)) 时,曲线的凹凸性改变了,则称点(x 0, f (x 0)) 为曲线的

四、 不定积分 (一) 概念和性质

1、 原函数:在区间I 上,若函数

F (x ) 可导,且F '(x ) =f (x ) ,则F (x ) 称

f (x ) 的一个原函数.

f (x ) 的带有任意常数的原函数称为f (x ) 在区间I

2、 不定积分:在区间I 上,函数

上的不定积分.

3、 基本积分表; 4、 性质. (二) 换元积分法

1、

元法(凑微分):

⎰f [ϕ(x )]ϕ'(x ) d x =[⎰f (u ) du ]u =ϕ(x )

2、

⎰f (x ) dx =[⎰f [ϕ(t )]ϕ'(t ) d t ]t =ϕ-1(x )

(三) 分部积分法:五、 定积分

(一) 概念与性质:

⎰udv =uv -⎰vdu

n

定义:a

b

f (x ) dx =lim ∑f (ξi ) ∆x i

λ→0

i =1

(二) 微积分基本公式(N —L 公式)

1、 变上限积分:设

Φ(x ) =⎰f (t ) dt ,则Φ'(x ) =f (x )

a

x

2、 N —L 公式:若

F (x )

f (x )

的一个原函数,则

b

a

f (x ) dx =F (b ) -F (a )

b

(三) 换元法和分部积分

换元法:

a

f (x ) dx =⎰f [ϕ(t )]ϕ'(t ) d t

α

β

分部积分法:

b

a

udv =[uv ]-⎰vdu

b a

a

b

六、 定积分的应用 (一) 平面图形的面积

A =⎰[f 2(x ) -f 1(x )]dx

a

b

A =⎰[g 2(y ) -g 1(y )]dy

c

d


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