2022年高等数学经典方法与典型例题归纳 .pdf
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1、学习好资料欢迎下载2014 年山东省普通高等教育专升本考试2014 年山东专升本暑期精讲班核心讲义高职高专类高等数学经典方法及典型例题归纳经管类专业:会计学、工商管理、国际经济与贸易、电子商务理工类专业: 电气工程及其自动化、 电子信息工程、 机械设计制造及其自动化、交通运输、计算机科学与技术、土木工程2013 年 5 月 17 日星期五曲天尧编写名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载一、求极限的各
2、种方法1约去零因子求极限例 1:求极限11lim41xxx【说明】1x表明1与x无限接近,但1x,所以1x这一零因子可以约去。【解】6) 1)(1(lim1)1)(1)(1(lim2121xxxxxxxx=4 2分子分母同除求极限例 2:求极限13lim323xxxx【说明】型且分子分母都以多项式给出的极限,可通过分子分母同除来求。【解】3131lim13lim311323xxxxxxx【注】 (1) 一般分子分母同除x的最高次方;(2) nmbanmnmbxbxbaxaxannmmmmnnnnx0lim0110113分子 (母)有理化求极限例 3:求极限)13(lim22xxx【说明】分子或
3、分母有理化求极限,是通过有理化化去无理式。【解】13)13)(13(lim)13(lim22222222xxxxxxxxxx0132lim22xxx例 4:求极限30sin1tan1limxxxx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载【解】xxxxxxxxxxsin1tan1sintanlimsin1tan1lim303041sintanlim21sintanlimsin1tan11lim30300
4、 xxxxxxxxxxx【注】本题除了使用分子有理化方法外,及时分离极限式中的非零因子是解题的关键4应用两个重要极限求极限两个重要极限是1sinlim0 xxx和exnxxxnnxx10)1 (lim)11 (lim)11 (lim,第一个重要极限过于简单且可通过等价无穷小来实现。主要考第二个重要极限。例 5:求极限xxxx11lim【说明】第二个重要极限主要搞清楚凑的步骤:先凑出,再凑X1,最后凑指数部分。【解】2221212112111lim121lim11limexxxxxxxxxxx例 6:(1)xxx211lim; (2)已知82limxxaxax,求a。5用等价无穷小量代换求极限【
5、说明】(1)常见等价无穷小有:当0 x时,)1ln(arctanarcsintansinxxxxxx1ex, abxaxxxb11,21cos12;(2) 等价无穷小量代换,只能代换极限式中的因式;(3)此方法在各种求极限的方法中应作为首选。例 7:求极限0ln(1)lim1cosxxxx【解】002ln(1)limlim211cos2xxxxx xxx. 例 8:求极限xxxx30tansinlim名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - -
6、 - - - - - 学习好资料欢迎下载【解】xxxx30tansinlim613lim31coslimsinlim222102030 xxxxxxxxxx6用洛必达法则求极限例 9:求极限220)sin1ln(2coslnlimxxxx【说明】或00型的极限 ,可通过罗必塔法则来求。【解】220)sin1ln(2coslnlimxxxxxxxxxx2sin12sin2cos2sin2lim203sin112cos222sinlim20 xxxxx【注】许多变动上显的积分表示的极限,常用洛必达法则求解例 10:设函数f(x)连续,且0)0(f,求极限.)()()(lim000 xxxdttxf
7、xdttftx【解】由于000)()()(xxxutxduufduufdttxf,于是xxxxxxxduufxdtttfdttfxdttxfxdttftx0000000)()()(lim)()()(lim=xxxxxfduufxxfxxfdttf000)()()()()(lim=xxxxxfduufdttf000)()()(lim=)()()(lim000 xfxduufxdttfxxx=.21)0()0()0(fff7用对数恒等式求)()(limxgxf极限例 11:极限xxx20)1ln(1lim【解】xxx20)1ln(1lim=)1ln(1ln20limxxxe=.2)1ln(2lim
8、)1ln(1ln2lim00eeexxxxxx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载【注】对于1型未定式)()(limxgxf的极限,也可用公式)()(limxgxf)1 (=)()1)(lim(xgxfe因为)1)(1ln()(lim)(ln()(lim)()(limxfxgxfxgxgeexf)()1)(lim(xgxfe例 12:求极限3012coslim13xxxx. 【解 1】 原式2 c
9、osln3301limxxxex202cosln3limxxx20l n2c o sl n 3l i mxxx()01si n2co sl i m2xxxx()011si n1l i m22co s6xxxx【解 2】 原式2 cosln3301limxxxex202cosln3limxxx20co s1ln3limxxx(1)20c o s11l i m36xxx8利用 Taylor 公式求极限例 13 求极限)0(,2lim20axaaxxx. 【解】)(ln2ln1222lnxaxaxeaaxx, )(ln2ln1222xaxaxax; ).(ln2222xaxaaxx名师资料总结 -
10、- -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载axxaxxaaxxxx22222020ln)(lnlim2lim. 例 14 求极限01 1lim(cot)xxxx. 【解】001 11 sincoslim(cot)limsinxxxxxxxxxxx323230()1()3!2!limxxxxxxxx333011()()12!3!lim3xxxx. 9数列极限转化成函数极限求解例 15:极限21sinlimnnnn【说明】这
11、是1形式的的数列极限,由于数列极限不能使用洛必达法则,若直接求有一定难度,若转化成函数极限,可通过7 提供的方法结合罗必塔法则求解。【解】考虑辅助极限611sin11011sin222limlim1sinlimeeexxyyyyxxxxxx所以,6121sinlimennnn10n 项和数列极限问题n 项和数列极限问题极限问题有两种处理方法(1)用定积分的定义把极限转化为定积分来计算; (2)利用两边夹法则求极限. 例 16:极限22222212111limnnnnn【说明】用定积分的定义把极限转化为定积分计算,是把)(xf看成 0,1定积分。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
12、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载10)(211limdxxfnnfnfnfnn【解】原式222112111111limnnnnnn1212ln2111102dxx例 17:极限nnnnn22212111lim【说明】 (1)该题遇上一题类似,但是不能凑成nnfnfnfnn211lim的形式,因而用两边夹法则求解;(2) 两边夹法则需要放大不等式,常用的方法是都换成最大的或最小的。【解】nnnnn22212111lim因为11211122222
13、nnnnnnnnn又nnnn2lim11lim2nnn所以nnnnn22212111lim11单调有界数列的极限问题例 18:设数列nx满足110,sin(1,2,)nnxxx n()证明limnnx存在,并求该极限;()计算211limnxnnnxx. 【分析】一般利用单调增加有上界或单调减少有下界数列必有极限的准则来证明数列极限的存在 . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载【详解】()因为1
14、0 x,则210sin1xx. 可推得10sin1,1,2,nnxxn,则数列nx有界 . 于是1sin1nnnnxxxx, (因当0sinxxx时,) , 则有1nnxx,可见数列nx单调减少,故由单调减少有下界数列必有极限知极限limnnx存在 . 设limnnxl, 在1sinnnxx两边令n,得sinll,解得0l,即lim0nnx. ()因22111sinlimlimnnxxnnnnnnxxxx,由()知该极限为1型,61sin01sin110032221limlimsin1limeeexxxxxxxxxxxx(使用了洛必达法则) 故2211116sinlimlimennxxnnnn
15、nnxxxx. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载二、常见不定积分的求解方法的讨论0. 引言不定积分是高等数学中的一个重要内容,它是定积分、广义积分、狭积分、重积分、曲线积分以及各种有关积分的函数的基础,要解决以上问题,不定积分的问题必须解决,而不定积分的基础就是常见不定积分的解法。不定积分的解法不像微分运算时有一定的法则,它要根据不同题型的特点采用不同的解法,积分运算比起微分运算来,不仅技巧性
16、更强,而且也已证明,有许多初等函数是“积不出来”的,就是说这些函数的原函数不能用初等函数来表示,例如xkdx22sin1(其中10k) ;dxxxsin;dxex2;dxxln1等。这一方面体现了积分运算的困难,另一方面也推动了微积分本身的发展。同时,同一道题也可能有多种解法,多种结果,所以,掌握不定积分的解法比较困难,下面将不定积分的各种求解方法分类归纳,以便于更好的掌握、运用。1. 不定积分的概念定义:在某区间I 上的函数)(xf, 若存在原函数, 则称)(xf为可积函数, 并将)(xf的全体原函数记为dxxf)(, 称它是函数)(xf在区间 I 内的不定积分, 其中为积分符号,)(xf称
17、为被积函数,x称为积分变量。若)(xF为)(xf的原函数,则:dxxf)(=)(xF+C(C 为积分常数 )。在这里要特别注意,不定积分是某一函数的全体原函数,而不是一个单一的函数,它的几何意义是一簇平行曲线,也就是说:dxd(dxxf)() 和dxxf)(是不相等的,前者的结果是一个函数,而后者是无穷多个函数,所以,在书写计算结果时一定不能忘记积分常数。性质:1.微分运算与积分运算时互逆的。注:积分和微分连在一起运算时:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 2
18、2 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载d完全抵消。d抵消后差一常数。2. 两 函 数 代 数 和 的 不 定 积 分 , 等 于 它 们 各 自 积 分 的 代 数 和 , 即 :dxxgxf)()(=dxxf)(dxxg)(。3.在求不定积分时,非零数可提到积分符号外面,即:dxxkf)(=kdxxf)(k0)。在这里,给出两个重要定理:(1)导数为 0 的函数是常函数。(2)若两函数的导数处处相等,则两函数相差一个常数。以便于更好的解决一些简单的不定积分问题。上面将不定积分的概念以及性质做了简单的介绍,下面,我们开始讨论不定积分的各种求解方法。2. 直接积分法 (公
19、式法 ) 从解题方面来看,利用不定积分的定义来计算不定积分是非常不方便的,利用不定积分的运算性质和基本积分公式从而直接求出不定积分,这种方法就是直接积分法(另称公式法 )。下面先给出基本求导公式:(1) kkx)(2) xx1)(3) xx1)(ln(4) xx211)(arctan(5) xx211)(arcsin(6) axxaln1)(log(7) eexx)(8) xxcos)(sin(9) xxsin)(cos(10) xxsec)(tan2(11) xxcsc)(cot2。根据以上基本求导公式,我们不难导出以下基本积分表:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
20、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载(1)( 是常数kCkxkdx(2)1(11Cxdxx(3) Cxxdxln(4) Cxdxxarctan112(5) Cxdxxarcsin112(6) Caadxaxxln(7) Cedxexx(8) Cxxdxsincos(9) Cxxdxcossin(10) Cxxdxtansec2(11) Cxxdxcotcsc2。下面举例子加以说明:例 2.1:求dxxx) 143(2解原式 = dxxdxdxx432=
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