2022年高等数学知识点归纳 4.pdf
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1、1 第一讲 : 极限与连续一. 数列函数 : 1. 类型 : (1)数列 : *( )naf n; *1()nnaf a(2)初等函数 : (3)分段函数 : *0102( )( ),( )xxf xF xxxfx; *00( )( ),xxf xF xxxa;* (4)复合 (含f)函数 : ( ),( )yf uux(5)隐式 (方程 ): ( , )0F x y(6)参式 (数一 ,二): ( )( )xx tyy t(7)变限积分函数 : ( )( , )xaF xfx t dt(8)级数和函数 (数一 ,三): 0( ),nnnS xa xx2. 特征 (几何 ): (1)单调性与有
2、界性(判别 ); ( )f x单调000, ()( )()xxxf xf x定号 ) (2)奇偶性与周期性(应用 ). 3. 反函数与直接函数: 11( )( )( )yf xxfyyfx二. 极限性质 : 1. 类型 : *limnna; *lim( )xf x(含x); *0lim( )xxf x(含0 xx) 2. 无穷小与无穷大(注: 无穷量 ): 3. 未定型 : 000, 1 , 0, 0 ,04. 性质 : *有界性 , *保号性 , *归并性三. 常用结论 : 11nn, 1(0)1naa, 1()max( , , )nnnnabca b c, 00!naan1(0)xx, 0
3、lim1xxx, lim0nxxxe, lnlim0nxxx, 0limln0nxxx, 0,xxex精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页2 四. 必备公式 : 1. 等价无穷小 : 当( )0u x时, sin( )( )u xu x:; tan ( )( )u xu x:; 211cos ( )( )2u xux:; ( )1( )u xeu x:; ln(1( )( )u xu x:; (1( )1( )u xu x:; arcsin( )( )u xu x:; arctan ( )( )u xu x:2. 泰
4、勒公式 : (1)2211()2!xexxo x; (2)221ln(1)()2xxxo x; (3)341sin()3!xxxo x; (4)24511cos1()2!4!xxxo x; (5)22(1)(1)1()2!xxxo x. 五. 常规方法 : 前提 : (1)准确判断0,1 ,0M(其它如 :00, 0,0 ,); (2)变量代换 (如:1tx) 1. 抓大弃小(), 2. 无穷小与有界量乘积(M) (注:1sin1,xx) 3. 1处理 (其它如 :000 ,) 4. 左右极限 (包括x): (1)1(0)xx; (2)()xex; 1(0)xex; (3)分段函数 : x,
5、x, max( )f x5. 无穷小等价替换(因式中的无穷小)(注 : 非零因子 ) 6. 洛必达法则(1)先” 处理 ” ,后法则 (00最后方法 ); (注意对比 : 1lnlim1xxxx与0lnlim1xxxx) (2)幂指型处理 : ()( )ln()( )v xv xu xu xe(如: 1111111(1)xxxxxeeee) (3)含变限积分 ; (4)不能用与不便用7. 泰勒公式 (皮亚诺余项 ): 处理和式中的无穷小8. 极限函数 : ( )lim( , )nf xF x n(分段函数 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
6、- -第 2 页,共 22 页3 六. 非常手段1. 收敛准则 : (1)( )lim( )nxaf nf x(2)双边夹 : *?nnnbac, *,?nnbca(3)单边挤 : 1()nnaf a*21?aa*?naM*( )0?fx2. 导数定义 (洛必达 ?): 00lim()xffxxVVV3. 积分和 : 10112lim( )( )( )( )nnffff x dxnnnnL, 4. 中值定理 : lim()( )lim( )xxf xaf xaf5. 级数和 (数一三 ): (1)1nna收敛lim0nna, (如2!limnnnnn) (2)121lim()nnnnaaaaL
7、, (3)na与11()nnnaa同敛散七. 常见应用 : 1. 无穷小比较 (等价 ,阶): *( ),(0)?nf xkxx:(1)(1)( )(0)(0)(0)0,(0)nnffffaL( )()!nnnaaf xxxxnn:(2)00( )xxnf t dtkt dt:2. 渐近线 (含斜 ): (1)( )lim,lim( )xxf xabf xaxx( )fxaxb:(2)( )f xaxb,(10 x) 3. 连续性 : (1)间断点判别 (个数 ); (2)分段函数连续性(附:极限函数 , ( )fx连续性 ) 八. , a b上连续函数性质1. 连通性 : ( , ),fa
8、bm M(注:01, “ 平均 ” 值:0( )(1)( )()f af bf x) 2. 介值定理 : (附: 达布定理 ) (1)零点存在定理 : ( )( )0f a f b0()0fx(根的个数 ); (2)( )0( )0 xaf xf x dx. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页4 第二讲 :导数及应用 (一元 )(含中值定理 ) 一. 基本概念 : 1. 差商与导数 : ( )fx0()( )limxfxxfxxVVV; 0()fx000( )()limxxf xf xxx(1)0( )(0)(0)
9、limxf xffx(注:0( )lim(xf xA fx连续 )(0)0,(0)ffA) (2)左右导 : 00(),()fxfx; (3)可导与连续 ; (在0 x处, x连续不可导 ; x x可导 ) 2. 微分与导数 : ()( )( )()( )ff xxf xfxxoxdffx dxVVVV(1)可微可导 ; (2)比较,f df与0的大小比较 (图示 ); 二. 求导准备 : 1. 基本初等函数求导公式; (注: ( )f x) 2. 法则 : (1)四则运算 ; (2)复合法则 ; (3)反函数1dxdyy三. 各类求导 (方法步骤 ): 1. 定义导 : (1)( )fa与(
10、 )x afx; (2)分段函数左右导; (3)0()()limhf xhf xhh(注: 00( )( ),xxF xf xxxa, 求:0(),( )fxfx及( )fx的连续性 ) 2. 初等导 (公式加法则 ): (1)( )uf g x, 求:0()ux(图形题 ); (2)( )( )xaF xf t dt, 求:( )Fx(注: ( , ), ( , ), ( )xbbaaaf x t dtf x t dtf t dt) (3)0102( ),( )xxfxyxxfx,求00(),()fxfx及0()fx(待定系数 ) 3. 隐式 ( , )0fx y)导 : 22,dyd yd
11、xdx(1)存在定理 ; (2)微分法 (一阶微分的形式不变性). (3)对数求导法 . 4. 参式导 (数一 ,二): ( )( )xx tyy t, 求:22,dyd ydxdx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页5 5. 高阶导()( )nfx公式 : ( )()axnnaxea e; ( )11!()()nnnb nabxabx; ( )(sin)sin()2nnaxaaxn; ()(cos)cos()2nnaxaaxn()( )1(1)2(2)()nnnnnnuvuvC uvC uvL注: ( )(0)nf
12、与泰勒展式 : 2012( )nnf xaa xa xa xLL( )(0)!nnfan四. 各类应用 : 1. 斜率与切线 (法线 ); (区别 : ( )yf x上点0M和过点0M的切线 ) 2. 物理 : (相对 )变化率速度 ; 3. 曲率 (数一二 ): 23( )( 1 ( )fxfx(曲率半径 , 曲率中心 , 曲率圆 ) 4. 边际与弹性 (数三 ): (附: 需求 , 收益 , 成本 , 利润 )五. 单调性与极值(必求导 ) 1. 判别 (驻点0()0fx): (1) ( )0( )fxf x Z; ( )0( )fxf x ; (2)分段函数的单调性(3)( )0fx零点
13、唯一 ; ( )0fx驻点唯一 (必为极值 ,最值 ). 2. 极值点 : (1)表格 ( )fx变号 ); (由0002( )( )( )lim0, lim0, lim00 xxxxxxfxfxfxxxxx的特点 ) (2)二阶导 (0()0fx) 注(1)f与,ff的匹配 (f图形中包含的信息); (2)实例 : 由( )( )( )( )fxx f xg x确定点 “0 xx” 的特点 . (3)闭域上最值 (应用例 : 与定积分几何应用相结合, 求最优 ) 3. 不等式证明 ( )0f x) (1)区别 : * 单变量与双变量? * , xa b与 ,),(,)xax? (2)类型 :
14、 *0,( )0ff a; *0,( )0ff b精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页6 *0,( ),( )0ff af b; *00( )0,()0,()0fxfxf x(3)注意 : 单调性端点值极值凹凸性 . (如: max( )( )f xMfxM) 4. 函数的零点个数: 单调介值六. 凹凸与拐点 (必求导 !): 1. y表格 ; (0()0fx) 2. 应用 : (1)泰勒估计 ; (2)f单调 ; (3)凹凸 . 七. 罗尔定理与辅助函数: (注 : 最值点必为驻点) 1. 结论 : ( )( )(
15、 )( )0F bF aFf2. 辅助函数构造实例: (1)( )f( )( )xaF xf t dt(2)( ) ( )( )( )0( )( )( )fgfgF xf x g x(3)( )( ) ( )( )( )0( )( )f xfgfgF xg x(4)( )( )( )0ff( )( )( )x dxF xef x; 3. ( )( )0( )nffx有1n个零点(1)( )nfx有2个零点4. 特例 : 证明( )( )nfa的常规方法 :令( )( )( )nF xf xPx有1n个零点 ( )nPx待定 ) 5. 注: 含12,时,分家 !(柯西定理 ) 6. 附(达布定理
16、 ): ( )f x在 , a b可导 ,( ),( )cfafb, , a b,使:( )fc八. 拉格朗日中值定理1. 结论 : ( )( )( )()f bf afba; ( )( ),( )0ab) 2. 估计 : ( )ffxVV九. 泰勒公式 (连接,fff之间的桥梁 ) 1. 结论 : 2300000011( )()()()()()( )()2!3!f xf xfxxxfxxxfxx; 2. 应用 : 在已知( )f a或( )f b值时进行积分估计十. 积分中值定理(附:广义 ): 注:有定积分 (不含变限 )条件时使用 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
17、纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页7 第三讲 : 一元积分学一. 基本概念 : 1. 原函数( )F x: (1)( )( )Fxf x; (2)( )( )f x dxdF x; (3)( )( )f x dxF xc注(1)( )( )xaF xf t dt(连续不一定可导); (2)()( )( )( )xxaaxt f t dtf t dtf x( )f x连续 ) 2. 不定积分性质: (1)( )( )f x dxf x; ( )( )df x dxf x dx(2)( )( )fx dxf xc; ( )( )df xf xc二. 不定积分常规方法1. 熟
18、悉基本积分公式2. 基本方法 : 拆(线性性 ) 1212( )( )( )( )k f xk g x dxkf x dxkg x dx3. 凑微法 (基础 ): 要求巧 ,简,活 (221sincosxx) 如: 211(),ln,2dxdxd axbxdxdxdxax2dxdxx221,(1ln)( ln)1xdxdxx dxd xxx4. 变量代换 : (1)常用 (三角代换 ,根式代换 ,倒代换 ): 1sin ,1xxtaxbttetx(2)作用与引伸 (化简 ): 21xxt5. 分部积分 (巧用 ): (1)含需求导的被积函数(如ln,arctan,( )xaxxf t dt);
19、 (2)“ 反对幂三指 ” : ,ln,naxnx e dxxxdx(3)特别 : ( )xf x dx(*已知( )f x的原函数为( )F x; *已知( )( )fxF x) 6. 特例 : (1)11sincossincosaxbxdxaxbx; (2)( ),( )sinkxp x e dxp xaxdx快速法 ; (3)( )( )nv xdxux精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页8 三. 定积分 : 1. 概念性质 : (1)积分和式 (可积的必要条件:有界 , 充分条件 :连续 ) (2)几何意义
20、(面积 ,对称性 ,周期性 ,积分中值 ) *220(0)8aaxx dx aa; *()02baabxdx(3)附: ( )()baf x dxM ba, ( ) ( )( )bbaaf x g x dxMg x dx) (4)定积分与变限积分, 反常积分的区别联系与侧重2: 变限积分( )( )xaxf t dt的处理 (重点 ) (1)f可积连续 , f连续可导(2)( )xaf t dt( )f x; ()( )( )xxaaxt f t dtf t dt; ( )()( )xaf x dtxa f x(3)由函数( )( )xaF xf t dt参与的求导 , 极限 , 极值 , 积
21、分 (方程 )问题3. NL公式 : ( )( )( )baf x dxF bF a( )F x在 , a b上必须连续 !) 注: (1)分段积分 , 对称性 (奇偶 ), 周期性(2)有理式 , 三角式 , 根式(3)含( )baf t dt的方程 . 4. 变量代换 : ( )( ( )( )baf x dxf u tu t dt(1)00( )()()aaf x dxf ax dx xat, (2)0( )()()( )()aaaaafx dxfx dx xtf xfx dx(如:4411 sindxx) (3)2201sinnnnnIxdxIn, (4)2200(sin )(cos
22、)fx dxfx dx; 200(sin )2(sin )fx dxfx dx, (5)00(sin )(sin )2xfx dxfx dx, 5. 分部积分(1)准备时 “ 凑常数 ”(2)已知( )fx或( )xaf x时, 求( )baf x dx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页9 6. 附: 三角函数系的正交性: 222000sincossincos0nxdxnxdxnxmxdx2200sinsincoscos()0nxmxdxnxmxdx nm222200sincosnxdxnxdx四. 反常积分 :
23、1. 类型 : (1)( ),( ),( )aaf x dxfx dxf x dx( )f x连续 ) (2)( )baf x dx: ( )f x在,()xaxbxc acb处为无穷间断 ) 2. 敛散 ; 3. 计算 : 积分法NL公式极限(可换元与分部) 4. 特例 : (1)11pdxx; (2)101pdxx五. 应用 : (柱体侧面积除外) 1. 面积 , (1)( )( );baSf xg x dx(2)1( )dcSfy dy; (3)21( )2Srd; (4)侧面积 :22( ) 1 ( )baSf xfx dx2. 体积 : (1)22( )( )bxaVfxgx dx;
24、 (2)12( )2( )dbycaVfydyxf x dx(3)0 xxV与0yyV3. 弧长 : 22()()dsdxdy(1)( ), , yf xxa b21 ( )basfx dx(2)12( ), ,( )xx ttt tyy t2122 ( ) ( )ttsxtyt dt(3)( ),rr: 22( ) ( )srrd4. 物理 (数一 ,二)功,引力 ,水压力 ,质心 , 5. 平均值 (中值定理 ): (1)1 , ( )baf a bf x dxba; (2)0( )0)limxxf t dtfx, (f以T为周期 :0( )Tf t dtfT) 精选学习资料 - - -
25、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 22 页10 第四讲 : 微分方程一. 基本概念1. 常识 : 通解 , 初值问题与特解(注: 应用题中的隐含条件) 2. 变换方程 : (1)令( )xx tyDy(如欧拉方程 ) (2)令( ,)( , )uu x yyy x uy(如伯努利方程) 3. 建立方程 (应用题 )的能力二. 一阶方程 : 1. 形式 : (1)( ,)yf x y; (2)( , )( ,)0Mx y dxN x y dy; (3)( )y ab2. 变量分离型 : ( ) ( )yf x g y(1)解法 : ( )( )( )
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