成考高等数学(二)重点及解析(详细版).pdf
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1、文档 成考专升本高等数学(二)重点知识及解析(占 130 分左右)第一章、函数、极限和连续(22 分左右)第一节、函数(不单独考,了解即可)一、复合函数:要会判断一个复合函数是由哪几个简单函数复合而成的。例如:2lnsinyx是由lnyu,2uv和sinvx这三个简单函数复合而成.例如:3arctanxye是由arctanyu,vue和3vx这三个简单函数复合而成.该部分是后面求导的关键!二、基本初等函数:(1)常值函数:yc (2)幂函数:yx (3)指数函数:xya(a 0,1)a 且(4)对数函数:logayx(a0,1)a 且(5)三角函数:sinyx,cosyx,tanyx,coty
2、x,secyx,cscyx(6)反三角函数:arcsinyx,arccosyx,arctanyx,cotyarcx 其中:(正割函数)1seccosxx,(余割函数)1cscsinxx 三、初等函数:由基本初等函数经过有限次的四则运算和复合运算,并能用一个解析式表示的函数称为初等函数。他是高等数学的主要研究对象!第二节、无穷小与无穷大(有时选择题会单独考到,也是后面求极限的基础)一、无穷小 1、定义:以 0 为极限的量称为无穷小量。注意:(1)一个变量否是无穷小量与他的自变量的变化趋势紧密相关。(2)只有 0 能能作为无穷小的唯一常量,千万不能将无穷小与很小的常量混为一谈。例 1:极限21li
3、m10 xx,即当1x 时,变量21x 是无穷小;但是当0 x 时,21x 就不是无穷小,因为此时他的极限值不为零。所以表述无穷小时必须指明自变量的变化趋势。例 2:下例变量在给定的变化过程中为无穷小的是().A、1sinx(x0)B、1xe(x0)C、2ln 1x(x0)D、239xx3x 文档 E、1 cos x(x 0)F、21x(x 0)G、211x1(x)H、sin xx(x 0)答案:选 C、E、F、H,因为上述选项的极限值均为零!二、无穷大 1、定义:当oxx(或x )时,()f x无限地增大或无限减小,则称()f x是当oxx(或x )的无穷大。注意:(1)无穷大是变量,不能与
4、很大的常量混为一谈。(2)无限增大是正无穷大(),无限减小是负无穷大()。三、无穷小和无穷大的关系:若()f x为无穷大,则1()f x为无穷小;若()f x为无穷小(()f x0),则1()f x为无穷大 例如:当2x 时,24x 为无穷小,则214x 为无穷大。当x 时,21x为无穷大,则121x为无穷小。第三节、极限的运算方法(重中之重!选择、填空和解答题都会考到)一、直接代入法:对于一般的极限式(即非未定式),只要将0 x代入到函数表达式中,函数值即是极限值。注意:(1)常数极限等于他本身,与自变量的变化趋势无关.即limCC,C为任意常数(2)求极限时首先考虑用代入法,但是该方法只能
5、针对0 xx的时候,而x 时则不能用代入法,因为是变量,并非实数!例 1:lim 44x,1lim33x ,limlg 2lg2x,6limx,100lim 00 x 例 2:3221lim53xxxx=32221lim25 23x =27lim3x=73 例 3:0lim(sin)xxex=00limsin0 xe=1 01 例 4:2233lim1xxx=333lim3 1x=004 二、未定式极限的运算法(重点,每年必考一题!)文档 1、未定式定义:我们把00、,1等极限式称为未定式,因为它们的极限值是不确定的,可能是无穷小,可能是不为零的常数,也可能是无穷大。注意:确定式是指极限值是确
6、定的一个值,不用通过计算就可以推断出。2、四则运算中常见的几个未定式和确定式(1)000,000,0 00,00 为未定式(2)为未定式,为未定式,为未定式 上述和下述的0都代表无穷小,即极限值为零的量。3、几个重要未定式的计算方法(1)对于00未定式:分子、分母提取公因式,然后消去公因式后,将0 x代入后函数值即是极限值。(对于分子、分母有根号的特殊情况,要先消去根号,然后提取公因式)(2)对于未定式:分子、分母同时除以未知量的最高次幂,然后利用无穷大的倒数是无穷小的这一关系进行计算。(3)对于未定式:先通分将转化成00或的形式,然后再用上述00或的计算方法进行计算。例 1:计算22121l
7、im1xxxx.00未定式,提取公因式 解:原式=211lim11xxxx=11lim1xxx=002 例 2:计算328lim2xxx.00未定式,提取公因式 解:原式=22(2)(24)lim2xxxxx=22lim(24)12xxx 例 3:计算2201 31limxxx.00未定式,先去根号再提取公因式 解:原式=22220(1 31)(1 31)lim(1 31)xxxxx=22203lim(1 31)xxxx=203lim1 31xx=32 例 4:计算232321lim25xxxxx.未定式,分子分母同除以3x 文档 解:原式=233321lim152xxxxxx=002 无穷大
8、倒数是无穷小,因此分子是 0 分母是 2 例 5:计算3223lim21nnn.未定式,先求极限再开三次方 解:原式=3223lim21nnn=32231lim12nnn=312=18 例 6:计算2214lim24xxx.未定式,先通分,后计算 解:原式=2224lim4xxx=222lim4xxx=22lim22xxxx=21lim2xx=14 注意常用的几个代数转换公式:22ababab 3322ababaabb 3322ababaabb 三、利用两个重要的极限(重点掌握公式,一般考选择、填空)1、公式:0sinlimxxx=1 (把结论记住即可,重点掌握后面的等价无穷小的替换)2、公式
9、:1lim 1xxx=e 或 10lim 1xxx=e (1)适用范围:一般用于“1”未定式的极限式(2)解题方法:通常用换元法,先将复杂的变量换元成新变量 t,再将原极限式中的变量x用新变量 t 的进行代换,然后转化为公式的形式,最后进行计算。注意:由于换元时引入了新变量,要求出新变量的变化趋势。例 1:计算10lim 1 3xxx.1未定式,先换元然后用公式求解 解:令3tx,得3tx ,即13xt 将复杂的变量3x换元成新变量 t 当0 x 时,0t 求出新变量的变化趋势 所以原式=30lim 1ttt=310lim1ttt=3e 转换成新变量的极限式后再用公式求 文档 例 2:计算11
10、lim 12xxx.1未定式,先换元然后用公式求解 解:令12tx,得12xt,即1112xt 先换元 当x 时,0t 求出新变量的变化趋势 所以原式=1120lim 1ttt=11200lim 1lim(1)ttttt=1120lim11ttt=12e 四、利用等价无穷小的代换求极限(重点、每年必考一题!)1、等价无穷小的定义:设和是同一变化过程中的两个无穷小,即limlim0 如果lim=1,称与是等价无穷小,记作.例 1:由公式可知极限0sinlimxxx=1,所以当0 x 时,sin x与x是等价无穷小.例 2:当0 x 时,函数()f x与tan x是等价无穷小,则0()lim2ta
11、nxf xx=12.2、用等价无穷小的代换求极限(1)定理:设、均为无穷小,又,且lim存在 则lim=lim 或 limlim 注意:利用等价无穷小的代换求极限能起到简化运算的作用,但是等价无穷小的代换只能对分子、分母的乘除因子进行代换,不能对分子、分母的加减式子进行代换。(2)常用的等价无穷小代换(7 个):当0 x 时,1 cos x212x,ln(1)xx,1xe x,sin xx,tan xx,arcsin xx,arctan xx,注意:这 7 个等价无穷小务必熟记,是我们做一些极限题目的必备“工具”。在使用时要注意这 7 个等价无穷小的代换前提是0 x 的时候,代换时也要根据题意
12、要灵活运用!例 1:当0 x 时,sin 2x2x,tan(3)x3x,arcsin()xx,2arctan 4x24x,cos1x212x,1 cos2x22x,ln(12)x2x,51xe5x 例 2:极限0sin2lim5xxx=02lim5xxx=02lim5x=25 sin2x用 2x等价代换 文档 极限0tan3limxxx=03limxxx=0lim33x tan3x用3x等价代换 例 3:计算01 cos2limsinxxxx.解:当0 x 时,1 cos2x22x,sin xx 等价代换 所以原式=2202limxxx=0lim2x=2 计算 例 4:计算0ln(1 3)li
13、msin2xxx.解:当0 x 时,ln(13)x3x,sin 2x2x 等价代换 所以原式=03lim2xxx=033lim22x 计算 例 5:计算01 1limtan2xxx.解:当0 x 时,tan 2x2x 等价代换 所以原式=01 1lim2xxx=01 11 1lim21 1xxxxx =0lim21 1xxxx=01lim21 1xx=14 先去根号,再计算 第四节、函数的连续性(每年考一题,都以选择或填空形式出现)一、函数的连续性(往往考已知函数在某点0 x处连续,求一个未知量常数)1、函数在点0 x处的连续 定义:设函数()f x在0 x的某范围内有定义,如果函数()f x
14、满足 00lim()()xxf xf x,则称()f x在点0 x处连续 2、函数在点0 x处连续的充要条件 000lim()lim()()xxxxf xf xf x 即函数在0 x既满足左连续又满足右连续(左连续对应左极限,右连续对应右极限)文档 93xx,0 x 例 1:设函数()f x=在0 x 处连续,求k.(分段函数)k,0 x 解:因为函数()f x在0 x 处连续,即满足0lim()(0)xf xf 因为0lim()xf x=093limxxx=0(93)(93)lim(93)xxxxx=0lim(93)xxxx=16 且(0)f=k,所以k=16.2xke,x0 例 2:设函数
15、()f x=在0 x 处连续,求k.(分段函数)1 cos x,0 x 解:因为函数()f x在0 x 处连续,00lim()lim()(0)xxf xf xf 因为0lim()xf x=20limxxkek,0lim()xf x=0lim(1cos)2xx,且(0)f=2 所以2k.sin2xx,x0 例 3:设函数()f x=在0 x 处连续,求a.232xxa,0 x 解:因为函数()f x在0 x 处连续,00lim()lim()(0)xxf xf xf 因为0lim()xf x=0sin 2limxxx=02limxxx=2,0lim()xf x=20lim(32)xxxaa 且(0
16、)f=a,所以2a 注:以上三题均为分段函数,由于数学编辑器问题,大括号打不出来,请同学们自己填加!文档 第二章、一元函数微分学(45 分左右)第一节、导数与微分 一、导数的概念(知道导数的符号如何表示即可)1、导数的表示符号(1)函数()f x在点0 x处的导数记作:0()fx,0 x xy,0 x xdydx 或 0()x xdf xdx(2)函数()f x在区间(a,b)内的导数记作:()fx,y,dydx 或()df xdx 二、求导公式(重点,是解题的关键,必须记住!)(1)()0c (C 为常数)(2)1()xx(3)()lnxxaaa,()xxee (4)1(log)lnaxxa
17、 ,1(ln)xx(5)(sin)cosxx (6)(cos)sinxx (7)221(tan)seccosxxx (8)221(cot)cscsinxxx (9)21(arcsin)1xx (10)21(arccos)1xx (11)21(arctan)1xx (12)21(arccot)1xx 例:1、3x=23x 2、1212xx 3、sin6=0 4、(2)2ln2xx 5、lg20 6、lg x=10logx=1ln10 x 三、导数的四则运算(必考题型,选择、填空、解答题均有可能出现)1、运算公式(设 U,V 是关于 X 的函数,求解时把已知题目中的函数代入公式中的 U 和 V即可
18、,代入后用导数公式求解.)(1)()uvuv (2)()u vuvuv(3)()CuCu(C为常数)(4)2()uuvuvvv 文档 例 1:已知函数43cos2yxx,求y.解:y=43 cos2xx=343sin0 xx=343sinxx 例 2:已知函数2()lnf xxx,求()fe.解:()fx=22lnlnxxxx=212lnxxxx=2lnxxx 所以()fe=2ln23eeeeee 例 3:已知函数2()1xf xx,求(1)f.解:()fx=2222111xxxxx=222121xxxx=22211xx 所以(1)f=2221 11 1=0 四、复合函数的求导法则(必考题型,
19、选择、填空、解答题均有可能出现)1、方 法 一:例如求复合函数2sinyx的导数.(1)首先判断该复合函数是由哪几个简单函数复合而成的.如2sinyx由sinyu和2ux这两个简单函数复合而成(2)用导数公式求出每个简单函数的导数.即dydu=cosu,dudx=2x(3)每个简单函数导数的乘积即为复合函数的导数;注意中间变量要用原变量x替代回去.所以dydydudxdudx=2x cosu=2x2cos x 2、方 法 二(直接求导法):如果对导数公式很熟悉,对复合函数的过程十分清楚,可以不必写出中间变量而直接对复合函数从外往里求导.例如2(sin)x=22cos()xx=2x2cos x
20、例 1:设函数21yx,求y.(用方法一求解)解:该函数是由yu和21ux 复合而成,文档 且dydu=1212u=12 u,dudx=2x.所以dydydudxdudx=12 u2x=xu=21xx 例 2:设函数1sinxye,求y.(用方法二求解)解:y=1sinxe=1sinxe1(sin)x=1sinxe1cosx1x=21x1sinxe1cosx 注意:同学们在解题是要结合自己的基础以及对公式的熟练程度选择其中的一种求解方法.五、导数的几何意义(可能会考到选择、填空)1、导数的几何意义:()yf x在点0 x处的导数0()fx就是曲线在点0 x处切线的斜率,即 k切=0()fx 2
21、、切线方程的求法:用点斜式(即已知点和斜率)去求切线方程 设函数()yf x,则该函数在点00,xy处的切线方程为:000yyfxxx 例 1:求函数2xye在点(0,1)M处的切线方程.解:因为y=2xe=2xe2x=22xe 先求导 即k切=0 xy=202xxe=2 再求切线斜率,即把0 x代入导数中 所以切线方程为:120yx ,即21yx.用点斜式求出切线方程 六、高阶导数(每年考一题,一般考求二阶或三阶导数)1、定义:如果函数()yf x的导数()fx在点x处可导,就称()fx的导数为函数()yf x的二阶导数,记作:y,()fx,22d ydx或22()d f xdx 我们把二阶
22、和二阶以上的导数称为高阶导数.2、求法:(1)二阶导数就是对一阶导数再求一次导 (2)三阶导数就是对一阶导数求两次导,对二阶导求一次导 (3)同理得四阶、五阶导数的求法 文档 例 1:已知5sinyx,求33d ydx.解:因为dydx=5cos x,且22d ydx=5sin x,所以33d ydx=5cos x 例 2:已知2xye,求0 xy.解:y=2xe2x=22xe,所以y=22xe2x=42xe 即0 xy=4 七、微分(每年考一题,考选择、填空或者解答题)1、微分的求法:(1)求出函数()yf x的导数()fx.(2)再乘以dx即可.即()dyfx dx.(因为我们习惯用dx表
23、示x)例 1:已知2lnyx,求dy和1xdy.解:因为y=2ln x=221xx=212xx=2x 所以dy=2xdx,即1xdy=2dx (dx是微分的一个标志,故切勿将1x 代入dx中)例 2:设函数4cosyxx,求dy.解:因为y=44coscosxxxx=344cossinxxxx 所以dy=344cossinxxxx dx 第二节、洛必达法则(考的话考解答题,考的可能性为百分之 50左右)1、洛必达法则介绍:在一定条件下通过分子、分母分别求导,再求极限来确定未定式的值的方法称为洛必达法则 公式:()()limlim()()f xfxAg xg x或)2、使用洛必达法则应当注意的地
24、方:(1)只能对00或才能使用洛必达法则,如果是未定式一定要先通分化成00或才能使用洛必达法则.文档(2)在使用洛必达法则时,是对未定式的分子、分母分别同时求导,再求极限.(3)在应用一次洛必达法则后,仍然是 0/0 或/,则可继续使用洛必达法则,如此继续下去直到求出极限为止。在重复使用洛必达法则时,必须一步一检查,一旦发现不是未定式,就要停止使用.(4)洛必达法则是求未定式的重要方法之一,使用时最好与等价无穷小代换等求极限的方法一起使用,这样才能较快、简便地求极限.例 1:求201limsinxxexx 00未定式,因不能提取公因式,故用洛必达法则 解:原式=201limxxexx 为了简化
25、计算,先将sin x用x作等价替换=01lim2xxex 用洛必达法则,分子、分母同时求导=0lim2xxe 上式还是00未定式,故继续使用洛必达法则=02e=12 上式不是未定式,故将 x=0 代入函数中 例 2:求2lnlimxxx.未定式,故用洛必达法则 解:原式=1lim2xxx=21lim2xx=0 分子、分母同时求导 第三节、导数的应用(非常重要,每年必考,选择、填空和解答都会考到)一、函数的单调性及单调区间的求法 1、定理:设函数()f x在区间(,)a b内可导(1)如果在(,)a b内,恒有()fx0,则()f x在(,)a b内单调递增.(2)如果在(,)a b内,恒有()
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