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1、高數(shù)知識點總結(上冊)
函數(shù):
絕對值得性質:
(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:
(1)函數(shù)的有界性 (2)函數(shù)的單調性
(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]上是單調的,則它的反函數(shù)存在,且是單值、單調的。
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)
復合函
2、數(shù)的應用
極限與連續(xù)性:
數(shù)列的極限:
定義:設是一個數(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:
(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x在該鄰域內(點可除外),有(或)。
(2)如果,且在的某一鄰域內(),恒有(或),則()。
(3
3、)如果存在,則極限值是唯一的
(4)如果存在,則在在點的某一鄰域內()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),因為如果則對任給的,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
關于無窮小的幾
4、個性質:
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
極限存在準則與兩個重要極限:
準則一(夾擠定理)
設函數(shù)、、在的某個鄰域內(點可除外)滿足條件:
(1)
(2),
則
準則二 單調有界數(shù)列必有極限
定理:如果單調數(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)中常用的等價無窮小:
時,
三角函數(shù)及反三角函數(shù)中常用的等價無窮小:
時,
指數(shù)函數(shù)中常用的等價無窮小:
時,
二項式中常用的等價無窮小:
時,
函數(shù)在某一點處連續(xù)的條件:
由連續(xù)定義可知,函數(shù)在點處連續(xù)必須同時滿足下列三個條件:
(1)在點處有定義
(2)當時,的極限
6、存在
(3)極限值等于函數(shù)在點處的函數(shù)值
極限與連續(xù)的關系:
如果函數(shù)在點處連續(xù),由連續(xù)定義可知,當時,的極限一定存在,反之,則不一定成立
函數(shù)的間斷點:
分類:第一類間斷點 (左右極限都存在) 第二類間斷點(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)、在點處連續(xù),則他們的和、差、積、商(分母不為零)在點也連續(xù)
反函數(shù)的連續(xù)性:
定理:如果函數(shù)在某區(qū)間上是單調增(或單調減)的連續(xù)函數(shù),則它的反函數(shù)也在對應的區(qū)間上是單調增(或單調減)的連續(xù)函數(shù)
最大值與最小值定理:
定理:設函數(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:設函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),兩端點處的函數(shù)值分別為,而是介于A與B之間的任一值,則在開區(qū)間內至少有一點,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):設函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),且(兩端點的函數(shù)值異號),則在的內部,至少存在一點,使
導數(shù)與微分
導數(shù):
定義:
導數(shù)的幾何定義:函數(shù)在圖形上表示為切線的斜率
函數(shù)可導性與連續(xù)性之間的表示:
如果函數(shù)在x處可導,則在點x處連續(xù),也即函數(shù)在點x處連續(xù)
一個數(shù)在某一點連續(xù),它卻不一定在該點可導
據(jù)導數(shù)
8、的定義求導:
(1)
(2)
(3)
基本初等函數(shù)的導數(shù)公式:
(1)常數(shù)導數(shù)為零
(2)冪函數(shù)的導數(shù)公式
(3)三角函數(shù)的導數(shù)公式
(4)對數(shù)函數(shù)的導數(shù)公式:
(5)指數(shù)函數(shù)的導數(shù)公式:
(6)
(7)反三角函數(shù)的導數(shù)公式:
函數(shù)和、差、積、商的求導法則:
法則一(具體內容見書106)
函數(shù)乘積的求導法則:
法則二(具體內容見書108)
函數(shù)商的求導法則:
法則三(具體內容見書109)
復合函數(shù)的求導法則
9、:(定理見書113頁)
反函數(shù)的求導法則:
反函數(shù)的導數(shù)等于直接函數(shù)導數(shù)的倒數(shù)
基本初等函數(shù)的導數(shù)公式:(見書121頁)
高階導數(shù):二階和二階以上的導數(shù)統(tǒng)稱為高階導數(shù)
求n階導數(shù):(不完全歸納法)
隱函數(shù)的導數(shù):(見書126頁)
對隱函數(shù)求導時,首先將方程兩端同時對自變量求導,但方程中的y是x的函數(shù),它的導數(shù)用記號(或表示)
對數(shù)求導法:先取對數(shù),后求導(冪指函數(shù))
由參數(shù)方程所確定的函數(shù)的導數(shù):
微分概念:
函數(shù)可微的條件
如果函數(shù)在點可微,則在點一定可導
函數(shù)在點可微的必要充分條件是函數(shù)在點可導
函數(shù)的微分dy是函數(shù)的
10、增量的線性主部(當),從而,當很小時,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)
中值定理與導數(shù)應用
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)間內具有導數(shù)
(3)在端點處函數(shù)值相等,即,則在內至少有一點,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)間內具有導數(shù),則在內至少有一點,使得
定理幾何意義是:如果連續(xù)曲線上的弧除
11、端點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c,使曲線在點c的切線平行于弧
推論:如果函數(shù)在區(qū)間內的導數(shù)恒為零,那么在內是一個常數(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)間內具有導數(shù)
(3)在內的每一點處均不為零,則在內至少有一點使得
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)當時,與都趨于零
(2)在點a的某領域(點a可除外)內,與都存在且
(3)存在(或為),則極限
12、存在(或為),且=
在一定條件下通過分子、分母分別求導數(shù)再求極限來確定未定式的值的方法稱為洛必達法則
2、情形
推論:如果 (1)當時,與都趨于零
(2)當|x|>N時,與都存在且
(3)存在(或為),則極限存在(或為),且=
未定式
1、情形
如果 (1)時,與都趨于無窮大
(2)在點a的某領域(點a可除外)內,與都存在且
(3)存在(或為) ,則則極限存在(或為),且=
2、情形
推論:如果 (1)時,與都趨于無窮大
(2)當|x|>N時,與都存在且
(3)存在(或為) ,則
13、則極限存在(或為),且=
注意:1、洛必達法則僅適用于型及型未定式
2、當不存在時,不能斷定不存在,此時不能應用洛必達法則
泰勒公式(略)
邁克勞林公式(略)
函數(shù)單調性的判別法:
必要條件:設函數(shù)在上連續(xù),在內具有導數(shù),如果在上單調增加(減少),則在內,()
充分條件:設函數(shù)在上連續(xù),在內具有導數(shù),
(1)如果在內,,則在上單調增加
(2)如果在內,,則在上單調減少
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:設函數(shù)在點處具有導數(shù),且在點處取得極值,則
函數(shù)的極值點一定是駐點
導數(shù)不存在也可能成為極值點
14、
駐點:使的點,稱為函數(shù)的駐點
充分條件(第一):設連續(xù)函數(shù)在點的一個鄰域(點可除外)內具有導數(shù),當x由小增大經(jīng)過時,如果
(1)由正變負,則是極大點
(2)由負變正,則是極小點
(3)不變號,則不是極值點
充分條件(第二):設函數(shù)在點處具有二階導數(shù),且,
(1)如果,則在點處取得極大值
(2)如果,則在點處取得極小值
函數(shù)的最大值和最小值(略)
曲線的凹凸性與拐點:
定義:設在上連續(xù),如果對于上的任意兩點、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:設函數(shù)在上連續(xù),在內具有二階導數(shù)
(1
15、)如果在內,那么的圖形在上是凹的
(2)如果在內,那么的圖形在上是凸的
拐點:凸弧與凹弧的分界點稱為該曲線的拐點。
不定積分
原函數(shù):如果在某一區(qū)間上,函數(shù)與滿足關系式:
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:
性質一:或
及或
性質二: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
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:
結論:
如果被積函數(shù)含有,則進行變量代換化去根式
如果被積函數(shù)含有,則進行變量代換化去根式
如果被積函數(shù)含有,則進行變量代換化去根式
17、
分部積分法:
對應于兩個函數(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,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、梯形面積的負值
3、在上,既取得正值又取得負值
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:
性質一、函數(shù)和(差)的定積分等于他們的定積分的和(差),即
性質二、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))
性質三、如果將區(qū)間分成兩部分和,那么
、
性質四、如果在上,,那么
性質五、如果在上,,那么
性質六、如果在上,,那么
性質七、設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,使得
微積分基本公式
積分上限的函數(shù): (axb)
性質: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(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)導數(shù);
(3)當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、在上具有連續(xù)導數(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)
定積分的應用(見書286頁)
元素法 在極坐標系中的計算法