高等數學知識點系統總結 彩版

2021-10-17 02:47:08 字數 4031 閱讀 1243

知識點系統總結

一、對映與函式

、集合及其運算 、區間和鄰域 、對映 、函式

差集:鄰域: (為任意正實數)

對映:像唯一,原像不唯一

[, ]

二、數列及函式的極限

、數列的極限 、收斂數列的性質子數列及其性質

[, ]

a、 唯一性:如果數列收斂,那麼它的極限唯一。(如果極限不唯一,那麼極限不存在)

b、 有界性:若數列收斂,則它一定有界。(注:收斂數列必有界,有界數列不一定收斂。如:,該數列有界卻發散)

c、 保號性:那麼存在正整數,當時,都有

[, ]

a、 唯一性:若存在,那麼這個函式的極限唯一。

b、 區域性有界性:若則存在常數使當時,有。

c、 區域性保號性:若,則存在常數,使得當。

[, , , , , , ]

三、無窮小與無窮大及無窮小的比較

、定義 (參看課本第一章第四節)

、無窮小與無窮大之間的一種關係:

在自變數的同一變化過程中,如果為無窮大,則為無窮小;反之,如果為無窮小,且,則為無窮大。

[, , , , , , , , , , ]

、無窮小的比較

(非重點,相關內容參見課本第一章第七節)若,則是的等價無窮小,記做。

等價無窮小特例:()

、極限運算法則、極限存在準則、兩個重要極限

、定理:有限個無窮小的和是無窮小;常數與無窮小的乘積是無窮小;有限個無窮小的乘積也是無窮小;有界函式與無窮小的乘積是無窮小;兩個無窮小的商不一定為無窮小。()

、運算公式:

兩個重要極限:

[, , , ]

例:求 解:設

則一、微分

、定義。(參見課本第二章第五節)

、函式的微分定義式: 自變數的微分定義式:

、微分的運算:

(當微分以商的形式出現時,便成了導數。因此,微分的運算,可全部由導數的運算推出。故其運算法則不再列舉,詳情請參見後面的導數運算法則。)

、微分形式的不變性:在微分表示式中,當更換自變數時,微分的表達形式並未改變。利用該性質,我們可以使用換元法很快的求出復合函式的微分。

例:二、導數

、定義 、求導法則 、導數公式 、高階導數及隱函式的導數

函式:a、 函式和、差、積、商的求道法則:

b、 反函式的求導法則:

c、 復合函式的求導法則:(由內到外依次求導)

常數和基本初等函式的導數公式:

高階導數:二階及二階以上的導數統稱為高階導數。

(冪函式的n階導數,求一次導,降一次冪)

隱函式的導數:

、顯函式及隱函式的定義。(非重點,參見課本第二章第四節)

、隱函式的求導:、求隱函式的導數。(把方程兩邊分別對求導)

例:求由方程所確定的隱函式的導數。

解:我們把方程兩邊分別對求導數,注意,方程左邊對求導得

方程右邊對求導得

由於等式兩邊對的導數相等,所以

、求隱函式在處的導數。(先把方程兩邊分別求導,再將代入原方程求出,最後將即可)

、冪函式的求導一般用對數求導法。(先在方程兩邊取對數,再用隱函式求導方法)

例:求的導數。

解:這函式是冪指函式,為了求這個函式的導數,可以先在兩邊取對數,得

上式兩邊對求導,注意到,得

於是便得到

、由引數方程確定的導數:利用復合函式的求導法則和反函式的求導法則求解。

設有一引數方程:,則其求導公式化簡為:。

三、微分中值定理

1、費馬引理。(參見課本第三章第一節)

2、羅爾定理。(通過幾何影象,將費馬引理反映的函式關係進一步定義,得到該定理)

3、我們將羅爾定理中的乙個特殊條件:去掉,擴大羅爾定理覆蓋的範圍,使其一般化,普遍化,便得到了下面的拉格朗日中值定理:

(各個定理的理解請結合課本第三章第一節,通過各個定理所表達的幾何意義去理解它們,然後將幾何現象數學化,將定理推廣到函式中)

例:證明當時,。

證明:設顯然在區間上滿足拉格朗日中值定理的條件,因此,有

因此上式即為

又故有4、我們將任意曲線的數學定義一般化,設所有曲線均由引數方程確定,即,則在曲線上任意一點處,其切線斜率為;影象兩個端點a,b連線的斜率為,則由拉格朗日中值定理可知,曲線任一點中必存在一點,滿足

該結論同樣是對拉格朗日中值定理的另一種描述,被稱為柯西中值定理。(當時,該定理即變為拉格朗日中值定理)

5.洛必達法則:

、未定式:如果當時,兩個函式都趨於零或都趨於無窮大,那麼極限可能存在,也可能不存在。通常把這樣的極限表示式叫做未定式。

通過該式的定義可以很明顯的看出,無法通過極限的運算法則求解該類極限。

、在拉格朗日中值定理中,設任意曲線的左端點為,右端點為,然後讓函式兩端點的距離無限小,即有:

由拉格朗日中值定理,得如下公式:

該公式是將柯西中值定理推廣到極限的結果,稱為洛必達法則。

例:求。

解:當時,而

該極限是個的未定式,而洛必達法則適用於求或型的未定式,因此,將原式化簡如下:

則此時可對極限式使用洛必達法則,即:

原式=6、泰勒公式:泰勒公式是拉格朗日中值定理的一種推廣表示式。當拉格朗日中值定理裡的一階導數變為階導數時,便得到了泰勒公式:

如果函式在含有的某個開區間內具有直到階的導數,則對任一

有四,函式中導數的應用

、函式的單調性與曲線的凹凸性

(利用導數判斷函式影象的單調性是高中時期的重點內容,因此在此不做過多總結)

在利用導數判斷函式部分性態中,有如下定理:

定理一:設函式在閉區間上連續,在開區間內可導,則

如果在區間,那麼函式單調遞增。

如果在區間,那麼函式單調遞減。

定理二:設連續,在內具有一階和二階導數,那麼

a、若在區間,則函式的圖形是凹的。

b、若在區間,則函式的圖形是凸的。

函式的單調性及凹凸性,主要用來幫助我們判斷函式值的大小及函式影象的形態分布等。)

、函式影象的拐點:函式二階導為零的點或者二階導不存在的部分點。(當二階導不存在時,檢查在處左、右兩側鄰近的符號。當兩側的符號相反時,點是拐點;當兩側的符號相同時,點不是拐點)

、函式的極值與最大值最小值

該知識點同樣是高中時的重點掌握內容,故在此不做重點總結。相關詳細內容可參見課本第三章第五節)

運用導數判斷函式的特殊值,有以下定理:

定理一:設函式在處可導,且,則函式在處取得極值。

定理二:設函式在處具有二階導數,且,,那麼

a、 當時,函式在處取得極大值。

b、 當時,函式在處取得極小值。

一、 不定積分

、不定積分的概念與性質 、換元積分法 、分部積分法有理函式積分

不定積分的性質:

不定積分解題時常用的方法:

a、 根號換為指數。

例:求不定積分

解:題目原式中有,故要將根號換為指數,如下:

故原式b、 當被積函式分母只有一項而分子有多項時,將分子上的項展開,而後利用不定積分的性質做題。

例:求不定積分

解:在該題中,首先要展開分子上的項,即

所以,原式=

c、 三角函式換元法(恒等式變形)

例:求不定積分

解:通過查閱積分表不難發現,基本積分裡沒有該型別的積分,故需要一定的變換,將其化簡為基本積分。且已知,故將原式化簡為

此時通過查閱基本積分表,可知

(求解該型別的題時,一定要做到對所有三角函式公式的完全記憶和熟練運用)

d、 最簡湊微法

例:求不定積分

解:由於式中有,令,將的形式,則

即原式=

e、 三角函式湊微法

(該類不定積分的求解中常可用到:、、

、、、等公式)

例:求不定積分

解:由題可知,可以從被積函式中提出乙個與湊成,而剩下的可以寫成

則原式=

f、 三角換元法(第二類換元法)

、三角換元法

例:求不定積分

解:由題可知,要想辦法將被積函式換算成基本積分表裡的式子,即去掉根號,利用,令,則原式=

高等數學知識點總結

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高等數學知識點

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考研高等數學知識點總結

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