《微积分(第三版)》复习重点(上篇))
我不应该发视频的,应该写个专栏……
——————————————————— 1-函数
三角函数:
sin x, cos x, tan x, cot x=1/tan x, sec x=1/cos x, csc x=1/sin x. 反三角函数:
arc xxx(例:若t=sin θ,则arcsin t=θ) 二倍角公式:
sin2x=2·sinx·cosx cos2x=cos²x-sin²x=2cos²x-1=1-2sin²x 万能公式(设t=tan(x/2))
sinx=2t/(1+t²); cosx=(1-t²)/(1+t²) tanx=2t/(1-t²)
——————————————————— 2-极限
↗≠0,除法法则 分母 ↗≠0,取倒数→∞ ↘=0,看分子 ↘=0,因式分解,约去零因子 重要极限
lim(x→0) sinx/x=1 lim(x→0)tanx/x=1 lim(x→0)(1-cosx)/½x²=1 lim(x→∞)(1+1/x)ˣ=e lim(x→∞)(1-1/x)ˣ=e⁻¹ lim(x→0)(1+x)¹/ˣ=e 高阶无穷小:
limβ/α=0,β=o(α) 等价无穷小:
limβ/α=1,β~α (充要条件:β=α+o(α)) △乘除用,加减不用 sinx~x tanx~x arcsinx~x arctanx~x eˣ-1~x ln(1+x)~x (1+x)ⁿ-1~nx 连续(一笔画)
条件:f(x)在x₀处有定义,lim(x→x₀)f(x)存在且=f(x₀) 可导(光滑曲线)
上图不可导,求证如下
间断点(分为两大类)
第一类间断点(存在左右极限)↗①可去间断点:x₀为间断点,但lim(x→x₀)f(x)存在 ↘②跳跃间断点:x₀处左右极限存在但不相等 第二类间断点(左右极限至少一个不存在)↗①无穷间断点:x₀是间断点,且lim(x→x₀±)f(x)=∞ ↘②振荡间断点:在某范围无限次振荡,且不趋于某一固定值 零点定理:
如果f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号(f(a)·f(b)<0),那么至少存在一点ξ∈(a,b)使得f(ξ)=0。 ——————————————————— 3-导数
☆可导一定连续,连续不一定可导
导数几何意义
切线:y-f(x₀)=(x-x₀)·f'(x₀) 法线:y-f(x₀)=-(x-x₀)/f'(x₀) 求导法则:
[u(x)±v(x)]'=u'(x)±v'(x) [u(x)v(x)]'=u'(x)v(x)+u(x)v'(x) [u(x)/v(x)]'=[u'(x)v(x)-u(x)v'(x)]/v²(x) [Cv(x)]'=Cv'(x)(C为常数) 反函数求导法则:
f'(x)=1/g'(y)或 dy/dx=1/(dx/dy) 复合函数求导法则:
y=f[φ(x)], 设φ(x)=u,则y=f(u),u=φ(x) ∴y'=f'(u)·φ'(x) (链式法则。内外皆导为复合) ☆求导公式
(arc导记忆:sin减根tan加co反) 高阶导数
(0)[Cv(x)]⁽ⁿ⁾=C·v⁽ⁿ⁾(x) (1)[u(x)±v(x)]⁽ⁿ⁾=u⁽ⁿ⁾(x)±v⁽ⁿ⁾(x) (2)[u(x)v(x)]⁽ⁿ⁾=
(2)为
莱布尼茨公式
,它的形式与二项式定理类似。 ☆隐函数
△隐函数中,求x导时务必将y看做是x的方程,即y要求导,导后另加y'(dy/dx)便可 例:x-y+siny=0求导 答:方程两边分别对x求导(这句不能省略!),得 1-dy/dx+cosy·dy/dx=0 dy/dx=1/(1-cosy) ☆参数方程
有一个参 /x=φ(t) 数方程: \y=ψ(t) 求导时把t代入其中, y'=dy/dx=(dy/dt)/(dx/dot)=ψ'(t)/φ'(t) *若是求参数方程二阶导数, 则将一阶导数dy/dx=ψ'(t)/φ'(t)对t求导, 再乘以1/φ'(t)(这一步勿忘) ——————————————————— 4-微分
记住dy=f'(x)dx (记住➕dx) 微分公式:
(和求导公式几乎一样) 函数和差积商微分法则
复合函数微分法则
有y=f(u)及u=φ(x)都可微,则y=f[φ(x)]的微分为 dy=y'dx=f'[φ(x)]φ'(x)dx 即dy=f'(u)du ——————————————————— 5-中值定理
相同前提条件:①在闭区间[a,b]上连续;②在开区间(a,b)内可导 罗尔定理
f'(ξ)=[f(b)-f(a)]/(b-a)=0/(b-a)=0 (f(b)=f(a)) 拉格朗日中值定理
f(b)-f(a)=f'(ξ)(b-a)或写成 f'(ξ)=[f(b)-f(a)]/(b-a) (类似于点斜式) 柯西中值定理
f'(ξ)/g'(ξ)=[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)](g(ξ)≠0) 关联法:比拉格朗日中值定理多个g(ξ) 即f'(ξ)/g'(ξ)=〔[(f(b)-f(a))/(b-a)]/[(g(b)-g(a))/(b-a)]〕=[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)](g(ξ)≠0)
(简图) 拉格朗日中值定理可推出
有限增量公式
△y=f'(x₀+θ△x)·△x (0<θ<1) 拉格朗日中值定理
推论
: ①若函数f(x)在区间I上导数恒为零,那么函数f(x)在区间I上是一个常数。 ②若f(x)和g(x)在区间I上只相差一个常数,即存在一个常数C,使得f(x)=g(x)+C。 ——————————————————— 5.1-洛必达法则
(一)0/0型和∞/∞型
设f(x)和g(x)在点x₀的某一去心邻域内有定义,且满足下列条件: (1)lim(x→x₀)f(x)=0,lim(x→x₀)g(x)=0(或∞); (2)f'(x)和g'(x)都存在,且g'(x)≠0; (3)lim(x→x₀)[f'(x)/g'(x)]=A(或∞), 那么 lim(x→x₀)[f(x)/g(x)]= lim(x→x₀)[f'(x)/g'(x)] 注意:上述为充分不必要条件! 遇到lim(x→x₀或x→∞)[f'(x)/g'(x)]不存在且不为∞时,不能断定lim(x→x₀或x→∞)[f(x)/g(x)]也不存在, 即求导后无极限,不代表导前无极限。 (记:小明没有孩子,不代表小明爸爸没有孩子) ***每一步都需要校验,别盲目洛。 ***洛必达法则与重要极限与等价无穷小配合使用 (二)其他型
①0·∞型
②∞-∞型
③0⁰型
④1的∞次方型
⑤∞⁰型
(读者导图) 次方型(③④⑤)取对数转化为0·∞型; 0·∞型取倒数转化为(一); ∞-∞型通分转化为(一)。 例子略。 ——————————————————— 5.2单调性&极值&最值&凹凸性
单调性&极值&最值在高中数学学过,简略带过。 单调性判别法:
找驻点(f'(x)=0)&不可导点(导数不存在)并求出。 可导函数的极值点一定是驻点,但驻点不一定是极值点(如下图-省略x0y-x₀不是极值点)
导数不存在点可能是极值点(如下图-省略x0y)
记忆方法如下图:
求极值点和极值步骤 ①确定定义域,求导 ②找出驻点和导数不存在点 ③分区域,确定导数正负(列表) ④确定极值 极值第二充分条件
设f(x)在x₀处具有二阶导数,且f'(x)=0,f''(x)≠0, (1)若f''(x)<0,那么f(x)在x₀处取极大值; (2)若f''(x)>0,那么f(x)在x₀处取极小值。 (记:物极必反) 最值只能在极值点和端点找到。 凹凸性
定理:设f(x)闭区间连续,开区间可一、二阶导, (1)若在开区间内f''(x)>0,那么曲线弧y=f(x)在闭区间上是凹的; (2)若在开区间内f''(x)<0,那么曲线弧y=f(x)在闭区间上是凸的。 (物极必反) y=f(x)上凹部和凸部的分界点,称为曲线y=f(x)的拐点(拐点是点)。
步骤 1确定f(x)连续区间,求一、二阶导; 2求二阶导=0及二阶导不存在的所有点; 3分区间讨论正负; 4判断凹凸性,求拐点。 记:极值点-一阶导;拐点-二阶导。 ——————————————————— *未考研,泰勒公式暂时不做考虑,见谅。
——————————————————— 6-不定积分
∫F(x)dx=f(x)+C (C为任意常数) ∫:积分号; F(x):被积函数;dx:积分变量 F(x)和dx和为被积表达式。 ***F(x)在区间I上的全体原函数,称为F(x)的不定积分(注意:
C勿忘添加!
) 基本积分表
换元积分法
第一换元积分法(凑微分法)(“拿进法”) ①把d外边的某项拿进d内(变成原函数) ②凑成基本积分公式 ③注意,d里面的项可随意加减常数(C),如dx²可变为dx²-1、dx²+3等。 过程:∫g(x)dx=(恒等变形) ∫f[φ(x)]φ'(x)dx=(凑微分) ∫f[φ(x)]dφ(x)=(令φ(x)=u) ∫f(u)du=(若F'(u)=f(u)) F(u)+C=(回收u=φ(x)) F[φ(x)]+C 第二换元积分法(“换元法”)
被积函数含有 ①ⁿ√(ax+b)、②√(a²-x²)、③√(x²+a²)、④√(x²-a²)、⑤较高分母阶 时可以采用第二换元积分法。 ①设x=tⁿ换元(n取最小公倍数); ②设x=asint;③设x=atant;④设x=asect (②③④可以自行运用三角函数辅助做题&验证) ⑤采用倒代换,x=1/t 分部积分法
作用:逐步化简,产生循环,建立递推公式。 前提:∫uv'dx难求,∫u'vdx易求。 优先:反对幂指三 ∵(uv)'=u'v+uv',uv'=(uv)'-u'v ∴∫uv'dx=uv-∫u'vdx或 ∫udv=uv-∫vdu(相乘-交换) 有理函数与有理函数的不定积分
有理函数部分不再赘述。 有理函数的不定积分
类型
: (1)分母含有因式(x-a)ᵏ,则分解为 A1/(x-a)+A2/(x-a)²+...+Ak/(x-a)ᵏ (2)分母含有因式(x²+px+q)ᵏ,其中p²-4q<0,则分解为 (M1x+N1)/(x²+px+q)+(M2x+N2)/(x²+px+q)²+...+(Mkx+Nk)/(x²+px+q)ᵏ(Mk,Nk都是常数) 三角函数有理式的不定积分
万能代换t=tan(x/2),
再使用万能公式即可。 万能公式(设t=tan(x/2)):
sinx=2t/(1+t²);cosx=(1-t²)/(1+t²);tanx=2t/(1-t²)