筆記 微積分初步

2022-03-26 02:50:30 字數 2494 閱讀 4483

各種數:伯努利數,斯特林數,二項式係數及其恒等式。(至少...知道是什麼)

各種反演:二項式反演,莫比烏斯反演,minmax容斥(至少會背公式)

各種卷積:卷積,狄利克雷卷積,子集卷積,集合並卷積,集合交卷積,集合對稱卷積(至少明白是什麼意思)

這幾天比較系統的學了一下微積分和導數(其實是高考課課餘沒事幹和不想在機房頹廢。。

一、導數

其實就是個變化率的問題。

我們設乙個函式$f(x)$的導數為$d[f(x)]$

那麼:$$d[f(x)]=\lim_\frac$$

導數是這樣用的。

$$f(x+\delta x)=f(x)+d[f(x)]\delta x$$

然後寫一些常用的求導公式。

1.$$f(x)=ax+b$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac=a\end$$

2.$$f(x)=x^n$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac^c_n^i x^i^-x^n}\\&=&\lim_\sum\limits_^c_n^i^x^i\\&=&nx^\end$$

關於三角函式,我們知道:

$$\lim_sin(x)=x$$

$$\lim_cos(x)=1$$

3.$$f(x)=\sin(ax+b)$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&acos(ax+b)\end$$

4.$$f(x)=\cos(ax+b)$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\frac\\&=&\lim_-\frac\\&=&-asin(ax+b)\end$$

我們知道$e$的定義式是:

$$e=\lim_(1+\frac)^$$

5.$$f(x)=a^x$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac-a^x}\\&=&\lim_\frac-1)}\\&=&\lim_\frac-1)}\log_a((a^-1)+1)}\\&=&\lim_\frac-1))}^-1}}}\\&=&\frac\\&=&a^x\ln a\end$$

6.$$f(x)=log_ax$$

$$\begind[f(x)]&=&\lim_\frac\\&=&\lim_\fraclog_a(\frac)}\\&=&\lim_\frac)^}}\\&=&\frac\\&=&\frac\end$$

7.導數運算法則:

$$d[cf(x)]=cd[f(x)]$$

$$d[f(x)+g(x)]=d[f(x)]+d[g(x)]$$

$$d[f(x)-g(x)]=d[f(x)]-d[g(x)]$$

加減不證明了。太顯然了。。

主要證明一下乘除和復合函式。

$$\begind[f(x)g(x)]&=&\frac\\&=&\frac\\&=&\frac^2}\\&=&\frac^2}\\&=&d[f(x)]g(x)+f(x)d[g(x)]\end$$

$$\begind[\frac]&=&\frac-\frac}\\&=&\frac-\frac}\\&=&\frac\\&=&\frac\\&=&\frac\end$$

設$d[f[g(x)]]$為函式$f$在$g(x)$處的導數,區別於$d[f(g(x))]$,$d[f(g(x))]$為函式$f(g(x))$的導數。

$$\begind[f(g(x))]&=&\frac\\&=&\frac\\&=&\frac\\&=&d[f[g(x)]]d[g(x)]\end$$

二、不定積分

就是導數的逆運算。

即對於給定的$f(x)$

如果$f(x)$滿足:

$$d[f(x)]=f(x)$$

求$f(x)$的過程。

常用的是冪函式,如果$f(x)=ax^k$

那麼:$$f(x)=\fracx^$$

其他的我也不會。

三、定積分

簡單來說定積分用來求乙個函式關於某條軸的面積大小。

比如說:

$$\int_a^b f(x)dx$$就是函式$f(x)$關於$x$軸的積分。

我們發現定積分的一些基本運算法則。

$$\int_a^b (f(x)+g(x))dx=\int_a^b f(x)dx+\int_a^b g(x)dx$$

$$\int_a^b cf(x)dx=c\int_a^b f(x)dx$$

$$\int_a^b f(x)dx=\int_a^c f(x)dx+\int_c^b f(x)dx$$

$$\int_a^a f(x)dx=0$$

$$\int_a^b f(x)dx=-\int_b^a f(x)dx$$

微積分基本定理:

設$$d[f(x)]=f(x)$$

那麼:$$\int_a^b f(x)dx=f(b)-f(a)=f(x)\mid_a^b$$

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