高等數學複習

2021-10-08 23:03:55 字數 3764 閱讀 5075

函式與極限

對映y=f(x),f:x->y,x是y的原像,y是x的像

滿射y中任一元素y都是x中某元素的像

單射對於x中任意兩個不同元素x1≠x2,它們的像f(x1)≠f(x2)

雙射對映f既是單射,又是滿射,則稱f為一一對映(雙射)

極限函式的極限

任意ε>0,存在正數x,使得|x|>x時就有|f(x)-a|<ε

數列的極限

任意ε>0,存在正整數n,使得n>n時就有|xn-a|<ε

極限存在準則

夾逼準則

單調有界數列必收斂定理

無窮小在某一極限過程中以零為極限的變數

如果f(x)的極限是a,那麼f(x)可以表示成a+無窮小

無窮小階:同階無窮小(商不為0和∞)、等價無窮小(商為1)、高階無窮小(商為0)

洛必達法則

分子分母極限都是0,都在空心鄰域可導,導數比值的極限是有限數或無窮

連續性y=f(x)在點x=x0的某鄰域內有定義,則稱f(x)在點x=x0處連續

三個條件:1.在該點有定義;2.在該點有極限;3.這個極限的值等於該點的函式值

間斷點第一類

可去、跳躍

第二類無窮

左右極限至少有乙個為∞

有界閉區間上連續函式的性質

有界性函式在這個閉區間有界

最大值最小值定理

在這個閉區間存在最大值和最小值

介值定理(中間值定理)

介於f(a)和f(b)之間的任何數,必存在f(c)等於這個數

零點存在性定理

f(a)和f(b)異號,那麼存在c點使f(c)=0

一元函式導數與微分

可導的充要條件

左右導數均存在且相等

導數的幾何意義

切線的斜率

微分的幾何意義

曲線切線上點的縱座標的相應增量

求導法則

和差積商

反函式復合函式

鏈式法則

一元函式積分

原函式f'(x)=f(x)或df(x)=f(x)dx

定積分幾何意義

曲線f(x)、x軸、x=a、x=b之間各部分面積的代數和,x軸上方面積取+,下方面積取-

可積的充分條件

滿足其一即可:1.f(x)在[a,b]上連續;2.f(x)在[a,b]有界且只有有限個間斷點;3.f(x)在[a,b]上單調

定積分基本性質

線性、對區間的可加性質、比較定理、估值定理、積分中值定理

牛頓萊布尼茲公式

兩個條件:1.f(x)在[a,b]上連續;2.f(x)是f(x)在[a,b]上的乙個原函式

f(x)在(a,b)上的積分=f(b)-f(a)

求積分方法

分項積分法、分段積分法、換元積分法(湊微分法、變數代換)、分部積分法

反常積分(廣義積分)

定義:上界或下界為無窮

瑕點:f(x)在點x=x0的任一鄰域內都無界

瑕積分:無界函式的反常積分

曲率k=|dα/ds|

微分中值定理

極值f(x)<=f(x0)   注意是≤!

費馬定理

若函式在x0這一點可導且取得極值,那麼這一點的導數為0

幾何意義:極值點的切線一定與x軸平行,這一點也叫駐點

羅爾定理

閉區間連續開區間可導,f(a)=f(b),那麼a和b之間存在一點使其導數為0

幾何意義:a和b之間每一點都有不垂直於x軸的切線,a和b的縱座標相等,那麼a,b之間至少存在一點使曲線在p點處的切線平行於x軸

拉格朗日中值定理

閉區間連續開區間可導,a和b之間存在一點使f(b)-f(a)=f'(c)(b-a)

幾何意義:a和b之間每一點都有不垂直於x軸的切線,那麼曲線在a和b之間至少存在一點p使得p處的切線與割線ab平行

柯西中值定理

f(x)和g(x)在閉區間連續開區間可導,g'(x)≠0,那麼在a和b之間存在一點c使得(f(b)-f(a))/(g(b)-g(a))=f'(c)/g'(c)

凹凸性定義

閉區間連續開區間可導,恒有f(x)+f'(x0)(x-x0)>(<)f(x),則f(x)在[a,b]上是凸(凹)的

幾何意義

任意點處的切線總在該曲線的上方(下方),則該曲線是凸(凹)的

充要判別定理

凸(凹):f'(x)在(a,b)是單調減(增)函式

幾何意義

凸(凹):f(x)在(a,b)的切線斜率是單調減少(增加)的

凹凸性區間的求法

f''(x)=0的根及f''(x)不存在的f(x)的連續點

拐點定義

左右側凹凸性正好相反

必要條件

f''(x0)=0或f''(x0)不存在

漸進線垂直

極限是無窮大

水平x趨近於正無窮時,f(x)趨近於乙個常數

傾斜x趨近於正無窮時,f(x)/x趨近於乙個常數

泰勒公式

如果是在x0這一點泰勒展開,那麼f(x)等於f(x)在x0這一點的i階導乘以(x-x0)的i次方,除以i的階乘的累加和,最後加上拉格朗日餘項或皮亞諾餘項

如果在0處展開,那麼這個泰勒公式也叫麥克勞林公式

拉格朗日餘項

x和x0之間存在一點c,那麼餘項是f(x)在c這一點的n+1階導,乘以(x-x0)的n+1次方,除以(n+1)的階乘

皮亞諾餘項

(x-x0)n次方的無窮小量

常微分方程

向量代數和空間解析幾何

多元函式微分

可微與可導

一元函式中可導與可微等價

多元函式中,可導是可微的必要條件,可微是可導的充分條件

鏈鎖法則

z=f(u,v,w),z對x的偏導等於f對u的偏導乘以u對x的偏導

駐點f對x的偏導為0,f為y的偏導為0

方向導數

若函式在某點可微,那麼方向導數指乙個函式沿指定方向的變化率

梯度函式在該點的方向導數最大的方向

多元函式積分

曲線積分

第一類(對弧長)

第二類(對座標)

曲面積分

第一類(對面積)

第二類(對座標)

空間圖形的體積

積分區域dxdy為底面積,高為函式

積分區域為dxdy為體積

格林公式

建立了平面上曲線積分與二重積分的聯絡

高斯公式

建立了曲面積分與三重積分之間的聯絡

斯托克斯公式

建立了空間曲線積分與曲面積分之間的關係

通量與散度

利用高斯公式

環流量與旋度

利用斯托克斯公式

無窮級數

常數項級數

幾個重要級數

幾何級數

q的n次方,n從0開始累加

|q|<1時收斂,|q|>=1時發散

p級數n的p次方分之一,n從1開始累加

p>1時收斂,p<=1時發散

斂散性判斷

正項級數

比較判別法

與幾何級數比較

比值判別法(達朗貝爾判別法)

根值判別法

與p級數比較

交錯級數

萊布尼茲判別法

任意項級數

絕對收斂

絕對值的級數收斂

條件收斂

級數收斂,絕對值的級數發散

冪級數冪級數求和與求函式的冪級數展開式的方法

直接法根據泰勒係數求

間接法變數替換、四則運算、逐項求導、逐項積分、待定係數

傅利葉級數

收斂性——迪利克雷條件

連續,或只有有限個間斷點,且都是第一類間斷點

只有有限個極值點

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