高數(shù)知識點(diǎn)總結(jié)(上冊)
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1、高數(shù)知識點(diǎn)總結(jié)(上冊) 函數(shù): 絕對值得性質(zhì): (1)|a+b||a|+|b| (2)|a-b||a|-|b| (3)|ab|=|a||b| (4)||= 函數(shù)的表示方法: (1)表格法 (2)圖示法 (3)公式法(解析法) 函數(shù)的幾種性質(zhì): (1)函數(shù)的有界性 (2)函數(shù)的單調(diào)性 (3)函數(shù)的奇偶性 (4)函數(shù)的周期性 反函數(shù): 定理:如果函數(shù)在區(qū)間[a,b]上是單調(diào)的,則它的反函數(shù)存在,且是單值、單調(diào)的。 基本初等函數(shù): (1)冪函數(shù) (2)指數(shù)函數(shù) (3)對數(shù)函數(shù) (4)三角函數(shù) (5)反三角函數(shù) 復(fù)合函
2、數(shù)的應(yīng)用 極限與連續(xù)性: 數(shù)列的極限: 定義:設(shè)是一個數(shù)列,a是一個定數(shù)。如果對于任意給定的正數(shù)(不管它多么小),總存在正整數(shù)N,使得對于n>N的一切,不等式都成立,則稱數(shù)a是數(shù)列的極限,或稱數(shù)列收斂于a,記做,或() 收斂數(shù)列的有界性: 定理:如果數(shù)列收斂,則數(shù)列一定有界 推論:(1)無界一定發(fā)散(2)收斂一定有界 (3)有界命題不一定收斂 函數(shù)的極限: 定義及幾何定義 函數(shù)極限的性質(zhì): (1)同號性定理:如果,而且A>0(或A<0),則必存在的某一鄰域,當(dāng)x在該鄰域內(nèi)(點(diǎn)可除外),有(或)。 (2)如果,且在的某一鄰域內(nèi)(),恒有(或),則()。 (3
3、)如果存在,則極限值是唯一的 (4)如果存在,則在在點(diǎn)的某一鄰域內(nèi)()是有界的。 無窮小與無窮大: 注意:無窮小不是一個很小的數(shù),而是一個以零位極限的變量。但是零是可作為無窮小的唯一的常數(shù),因?yàn)槿绻麆t對任給的,總有,即常數(shù)零滿足無窮小的定義。除此之外,任何無論多么小的數(shù),都不滿足無窮小的定義,都不是無窮小。 無窮小與無窮大之間的關(guān)系: (1)如果函數(shù)為無窮大,則為無窮小 (2)如果函數(shù)為無窮小,且,則為無窮大 具有極限的函數(shù)與無窮小的關(guān)系: (1)具有極限的函數(shù)等于極限值與一個無窮小的和 (2)如果函數(shù)可表為常數(shù)與無窮小的和,則該常數(shù)就是函數(shù)的極限 關(guān)于無窮小的幾
4、個性質(zhì): 定理: (1)有限個無窮小的代數(shù)和也是無窮小 (2)有界函數(shù)與無窮小a的乘積是無窮小 推論: (1)常數(shù)與無窮小的乘積是無窮小 (2)有限個無窮小的乘積是無窮小 極限的四則運(yùn)算法則: 定理:兩個函數(shù)、的代數(shù)和的極限等于它們的極限的代數(shù)和 兩個函數(shù)、乘積的極限等于它們的極限的乘積 極限存在準(zhǔn)則與兩個重要極限: 準(zhǔn)則一(夾擠定理) 設(shè)函數(shù)、、在的某個鄰域內(nèi)(點(diǎn)可除外)滿足條件: (1) (2), 則 準(zhǔn)則二 單調(diào)有界數(shù)列必有極限 定理:如果單調(diào)數(shù)列有界,則它的極限必存在 重要極限: (1)
5、 (2) (3)或 無窮小階的定義: 設(shè)為同一過程的兩個無窮小。 (1)如果,則稱是比高階的無窮小,記做 (2)如果,則稱是比低階的無窮小 (3)如果,則稱與是同階無窮小 (4)如果,則稱與是等階無窮小,記做 幾種等價無窮?。? 對數(shù)函數(shù)中常用的等價無窮?。? 時, 三角函數(shù)及反三角函數(shù)中常用的等價無窮?。? 時, 指數(shù)函數(shù)中常用的等價無窮?。? 時, 二項(xiàng)式中常用的等價無窮?。? 時, 函數(shù)在某一點(diǎn)處連續(xù)的條件: 由連續(xù)定義可知,函數(shù)在點(diǎn)處連續(xù)必須同時滿足下列三個條件: (1)在點(diǎn)處有定義 (2)當(dāng)時,的極限
6、存在 (3)極限值等于函數(shù)在點(diǎn)處的函數(shù)值 極限與連續(xù)的關(guān)系: 如果函數(shù)在點(diǎn)處連續(xù),由連續(xù)定義可知,當(dāng)時,的極限一定存在,反之,則不一定成立 函數(shù)的間斷點(diǎn): 分類:第一類間斷點(diǎn) (左右極限都存在) 第二類間斷點(diǎn)(有一個極限不存在) 連續(xù)函數(shù)的和、差、積、商的連續(xù)性: 定理:如果函數(shù)、在點(diǎn)處連續(xù),則他們的和、差、積、商(分母不為零)在點(diǎn)也連續(xù) 反函數(shù)的連續(xù)性: 定理:如果函數(shù)在某區(qū)間上是單調(diào)增(或單調(diào)減)的連續(xù)函數(shù),則它的反函數(shù)也在對應(yīng)的區(qū)間上是單調(diào)增(或單調(diào)減)的連續(xù)函數(shù) 最大值與最小值定理: 定理:設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),則函數(shù)在閉區(qū)間上必有最大值和最小值
7、 推論:如果函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),則在上有界 介值定理: 定理:設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),兩端點(diǎn)處的函數(shù)值分別為,而是介于A與B之間的任一值,則在開區(qū)間內(nèi)至少有一點(diǎn),使得 推論(1):在閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)必能取得介于最大值與最小值之間的任何值 推論(2):設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),且(兩端點(diǎn)的函數(shù)值異號),則在的內(nèi)部,至少存在一點(diǎn),使 導(dǎo)數(shù)與微分 導(dǎo)數(shù): 定義: 導(dǎo)數(shù)的幾何定義:函數(shù)在圖形上表示為切線的斜率 函數(shù)可導(dǎo)性與連續(xù)性之間的表示: 如果函數(shù)在x處可導(dǎo),則在點(diǎn)x處連續(xù),也即函數(shù)在點(diǎn)x處連續(xù) 一個數(shù)在某一點(diǎn)連續(xù),它卻不一定在該點(diǎn)可導(dǎo) 據(jù)導(dǎo)數(shù)
8、的定義求導(dǎo): (1) (2) (3) 基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式: (1)常數(shù)導(dǎo)數(shù)為零 (2)冪函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式 (3)三角函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式 (4)對數(shù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式: (5)指數(shù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式: (6) (7)反三角函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式: 函數(shù)和、差、積、商的求導(dǎo)法則: 法則一(具體內(nèi)容見書106) 函數(shù)乘積的求導(dǎo)法則: 法則二(具體內(nèi)容見書108) 函數(shù)商的求導(dǎo)法則: 法則三(具體內(nèi)容見書109) 復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則
9、:(定理見書113頁) 反函數(shù)的求導(dǎo)法則: 反函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于直接函數(shù)導(dǎo)數(shù)的倒數(shù) 基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式:(見書121頁) 高階導(dǎo)數(shù):二階和二階以上的導(dǎo)數(shù)統(tǒng)稱為高階導(dǎo)數(shù) 求n階導(dǎo)數(shù):(不完全歸納法) 隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(見書126頁) 對隱函數(shù)求導(dǎo)時,首先將方程兩端同時對自變量求導(dǎo),但方程中的y是x的函數(shù),它的導(dǎo)數(shù)用記號(或表示) 對數(shù)求導(dǎo)法:先取對數(shù),后求導(dǎo)(冪指函數(shù)) 由參數(shù)方程所確定的函數(shù)的導(dǎo)數(shù): 微分概念: 函數(shù)可微的條件 如果函數(shù)在點(diǎn)可微,則在點(diǎn)一定可導(dǎo) 函數(shù)在點(diǎn)可微的必要充分條件是函數(shù)在點(diǎn)可導(dǎo) 函數(shù)的微分dy是函數(shù)的
10、增量的線性主部(當(dāng)),從而,當(dāng)很小時,有 通常把自變量x的增量稱為自變量的微分,記做dx。即于是函數(shù)的微分可記為,從而有 基本初等函數(shù)的微分公式: 幾個常用的近似公式: (x用弧度) (x用弧度) 中值定理與導(dǎo)數(shù)應(yīng)用 羅爾定理:如果函數(shù)滿足下列條件 (1)在閉區(qū)間上連續(xù) (2)在開區(qū)間內(nèi)具有導(dǎo)數(shù) (3)在端點(diǎn)處函數(shù)值相等,即,則在內(nèi)至少有一點(diǎn),使 拉格朗日中值定理:如果函數(shù)滿足下列條件 (1)在閉區(qū)間上連續(xù) (2)在開區(qū)間內(nèi)具有導(dǎo)數(shù),則在內(nèi)至少有一點(diǎn),使得 定理幾何意義是:如果連續(xù)曲線上的弧除
11、端點(diǎn)處外處處具有不垂直于x軸的切線,那么,在這弧上至少有一點(diǎn)c,使曲線在點(diǎn)c的切線平行于弧 推論:如果函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)數(shù)恒為零,那么在內(nèi)是一個常數(shù) 柯西中值定理:如果函數(shù)與滿足下列條件 (1)在閉區(qū)間上連續(xù) (2)在開區(qū)間內(nèi)具有導(dǎo)數(shù) (3)在內(nèi)的每一點(diǎn)處均不為零,則在內(nèi)至少有一點(diǎn)使得 羅爾定理是拉格朗日中值定理的特例,柯西中值定理是拉格朗日中值定理的推廣 洛必達(dá)法則:(理論根據(jù)是柯西中值定理) 未定式 1、情形 定理:如果 (1)當(dāng)時,與都趨于零 (2)在點(diǎn)a的某領(lǐng)域(點(diǎn)a可除外)內(nèi),與都存在且 (3)存在(或?yàn)椋?,則極限
12、存在(或?yàn)椋?,? 在一定條件下通過分子、分母分別求導(dǎo)數(shù)再求極限來確定未定式的值的方法稱為洛必達(dá)法則 2、情形 推論:如果 (1)當(dāng)時,與都趨于零 (2)當(dāng)|x|>N時,與都存在且 (3)存在(或?yàn)椋瑒t極限存在(或?yàn)椋?,? 未定式 1、情形 如果 (1)時,與都趨于無窮大 (2)在點(diǎn)a的某領(lǐng)域(點(diǎn)a可除外)內(nèi),與都存在且 (3)存在(或?yàn)椋?,則則極限存在(或?yàn)椋?,? 2、情形 推論:如果 (1)時,與都趨于無窮大 (2)當(dāng)|x|>N時,與都存在且 (3)存在(或?yàn)椋?,則
13、則極限存在(或?yàn)椋?,? 注意:1、洛必達(dá)法則僅適用于型及型未定式 2、當(dāng)不存在時,不能斷定不存在,此時不能應(yīng)用洛必達(dá)法則 泰勒公式(略) 邁克勞林公式(略) 函數(shù)單調(diào)性的判別法: 必要條件:設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)具有導(dǎo)數(shù),如果在上單調(diào)增加(減少),則在內(nèi),() 充分條件:設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)具有導(dǎo)數(shù), (1)如果在內(nèi),,則在上單調(diào)增加 (2)如果在內(nèi),,則在上單調(diào)減少 函數(shù)的極值及其求法 極值定義(見書176頁) 極值存在的充分必要條件 必要條件:設(shè)函數(shù)在點(diǎn)處具有導(dǎo)數(shù),且在點(diǎn)處取得極值,則 函數(shù)的極值點(diǎn)一定是駐點(diǎn) 導(dǎo)數(shù)不存在也可能成為極值點(diǎn)
14、 駐點(diǎn):使的點(diǎn),稱為函數(shù)的駐點(diǎn) 充分條件(第一):設(shè)連續(xù)函數(shù)在點(diǎn)的一個鄰域(點(diǎn)可除外)內(nèi)具有導(dǎo)數(shù),當(dāng)x由小增大經(jīng)過時,如果 (1)由正變負(fù),則是極大點(diǎn) (2)由負(fù)變正,則是極小點(diǎn) (3)不變號,則不是極值點(diǎn) 充分條件(第二):設(shè)函數(shù)在點(diǎn)處具有二階導(dǎo)數(shù),且, (1)如果,則在點(diǎn)處取得極大值 (2)如果,則在點(diǎn)處取得極小值 函數(shù)的最大值和最小值(略) 曲線的凹凸性與拐點(diǎn): 定義:設(shè)在上連續(xù),如果對于上的任意兩點(diǎn)、恒有,則稱在上的圖形是(向上)凹的,反之,圖形是(向上)凸的。 判別法: 定理:設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)具有二階導(dǎo)數(shù) (1
15、)如果在內(nèi),那么的圖形在上是凹的 (2)如果在內(nèi),那么的圖形在上是凸的 拐點(diǎn):凸弧與凹弧的分界點(diǎn)稱為該曲線的拐點(diǎn)。 不定積分 原函數(shù):如果在某一區(qū)間上,函數(shù)與滿足關(guān)系式: 或,則稱在這個區(qū)間上,函數(shù)是函數(shù)的一個原函數(shù) 結(jié)論:如果函數(shù)在某區(qū)間上連續(xù),則在這個區(qū)間上必有原函數(shù) 定理:如果函數(shù)是的原函數(shù),則(C為任意常數(shù))也是的原函數(shù),且的任一個原函數(shù)與相差為一個常數(shù) 不定積分的定義: 定義:函數(shù)的全體原函數(shù)稱為的不定積分,記做 不定積分的性質(zhì): 性質(zhì)一:或 及或 性質(zhì)二:有限個函數(shù)的和的不定積分等于各個函數(shù)的不定積分的和。即 性質(zhì)
16、三:被積函數(shù)中不為零的常數(shù)因子可以提到積分號外面來,即 (k為常數(shù),且k0 基本積分表: (1)(k是常數(shù)) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 第一類換元法(湊微分法) 第二類換元法:變量代換 被積函數(shù)若函數(shù)有無理式,一般情況下導(dǎo)用第二類換元法。將無理式化為有理式 基本積分表添加公式: 結(jié)論: 如果被積函數(shù)含有,則進(jìn)行變量代換化去根式 如果被積函數(shù)含有,則進(jìn)行變量代換化去根式 如果被積函數(shù)含有,則進(jìn)行變量代換化去根式
17、 分部積分法: 對應(yīng)于兩個函數(shù)乘積的微分法,可推另一種基本微分法---------分部積分法 分部積分公式 1、如果被積函數(shù)是冪函數(shù)與的積,可以利用分部積分法 令u等于冪函數(shù) 2、如果被積函數(shù)是冪函數(shù)與的積,可使用分部積分法 令u= 3、如果被積函數(shù)是指數(shù)函數(shù)與三角函數(shù)的積,也可用分部積分法。 定積分 定積分的定義 定理:如果函數(shù)在上連續(xù),則在上可積 定理:如果函數(shù)在上只有有限個第一類間斷點(diǎn),則在上可積 定積分的幾何意義: 1、在上,這時的值在幾何上表示由曲線、x軸及二直線x=a、x=b所圍成的曲邊梯形的面積 2、在上,其表示曲邊
18、梯形面積的負(fù)值 3、在上,既取得正值又取得負(fù)值 幾何上表示由曲線、x軸及二直線x=a、x=b所圍成平面圖形位于x軸上方部分的面積減去x軸下方部分的面積 定積分的性質(zhì): 性質(zhì)一、函數(shù)和(差)的定積分等于他們的定積分的和(差),即 性質(zhì)二、被積函數(shù)中的常數(shù)因子可以提到積分號外面,即 (k是常數(shù)) 性質(zhì)三、如果將區(qū)間分成兩部分和,那么 、 性質(zhì)四、如果在上,,那么 性質(zhì)五、如果在上,,那么 性質(zhì)六、如果在上,,那么 性質(zhì)七、設(shè)M及m,分別是函數(shù)在區(qū)間上的最大值及最小值,則 m(b-a)M(b-a) (a
19、估值定理 性質(zhì)八、積分中值定理 如果函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),那么在積分區(qū)間上至少有一點(diǎn),使得 微積分基本公式 積分上限的函數(shù): (axb) 性質(zhì):如果函數(shù)在區(qū)間上連續(xù),那么積分上限的函數(shù)在上具有導(dǎo)數(shù),且 定理:在區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)的原函數(shù)一定存在 牛頓——萊布尼茨公式 如果函數(shù)在區(qū)間上連續(xù),且是的任意一個原函數(shù),那么 定積分的換元法 假設(shè)(1)函數(shù)在區(qū)間上連續(xù); (2)函數(shù)在區(qū)間上單值,且具有連續(xù)導(dǎo)數(shù); (3)當(dāng)t在區(qū)間上變化時,的值在上變化,且, ,則有定積分的換元公式 設(shè)在區(qū)間上連續(xù),則 (1)如果函數(shù)為奇函數(shù),則 (2)如果函數(shù)為偶函數(shù),則 定積分的分部積分法 設(shè)、在上具有連續(xù)導(dǎo)數(shù)、,那么,在等式的兩邊分別求a到b的定積分得 ……定積分的分部積分公式 即 或 無窮區(qū)間上的廣義積分 定義:設(shè)函數(shù)在區(qū)間上連續(xù),取b>a,如果極限存在,則稱此極限為函數(shù)在區(qū)間上的廣義積分,記做即 無界函數(shù)的廣義積分(見書279頁) 定積分的應(yīng)用(見書286頁) 元素法 在極坐標(biāo)系中的計(jì)算法
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