微积分 第4讲 清华大学 高等数学 课件

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清华大学微积分课件

清华大学微积分课件

x0
x x0
x
-1 -1.5
2020/5/11
limarctan 1 不存 在!
x0
x
9
2. 函数在无穷远的极限
定义3: 设 函数 f ( x )在 区间( a, )有 定义
若x无 限变 大时 ,f ( x )无 限趋 于某 一
常 数, 则 称当x 时, f ( x )有 极限A,
记作 lim f ( x ) A x
趋向于一点
O
x• x0 x•
x
x x0 , x x0, x x0
趋向于无穷
x , x , x
2020/5/11
4
(二)函数极限的定义
1. 函数在一点的极限
定义1:
设 函 数 f ( x )在 点x0的 某 空 心 邻 域
有 定 义. 如 果 当“ x 无 限 趋 于 ” x0时 , 其 对
x x0时, f ( x )无 限 趋 于 确 定 值A,则 称A
是f
(
x
)在x0处



限,


lim
x x0
f
(x)Fra bibliotekA(2) 若 f ( x )在 (x0 , x0 )内 有 定 义.当
x x0时, f ( x )无 限 趋 于 确 定 值A,则 称A
是f
(
x
)在x0处



限,


lim
ff((xx))存存在在,,则则当当xyx 1x x时 0 时, ,f
f(
x( x)有)有界界. .
即存即在存M在M0和 0和 0N, 使 0当, 使0 当xxx0N时,时,

高等数学(微积分)ppt课件

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,且f'(x0)=0,则可通过二阶导数 f''(x0)的符号来判断f(x)在x0处取得极大值还是极小值。
曲线的凹凸性与拐点
凹凸性
若函数f(x)在区间I上二阶可导,且 f''(x)>0(或<0),则称曲线y=f(x)在 I上是凹的(或凸的)。
拐点
拐点的判定
若函数f(x)在点x0处二阶可导,且 f''(x0)=0,则可通过三阶导数f'''(x0) 的符号来判断点(x0,f(x0))是否为曲线 的拐点。
THANKS
感谢观看
非线性微分方程
通过变量替换、积分等方法求解,或 利用数值方法近似求解
级数的概念与性质
级数的定义 无穷序列的部分和序列
级数的性质 加法、减法、乘法、除法、重排等性

级数的收敛与发散 部分和序列有极限则级数收敛,否则 发散
常见级数及其敛散性 等差级数、等比级数、调和级数、交 错级数等,通过比较法、比值法、根 值法等方法判断其敛散性
VS
极限的性质
唯一性、局部有界性、保号性、保不等式 性、迫敛性等。
极限的运算法则
极限的四则运算法则
若两个函数的极限存在,则它们的和、差、积、商(分母不为零)的极限也存在,且等于这两 个函数极限的和、差、积、商。
复合函数的极限运算法则
设函数$y=f[g(x)]$是由函数$u=g(x)$与函数$y=f(u)$复合而成,若$lim_{x
无穷小量的定义
如果函数$f(x)$当$x to x_0$(或$x to infty$)时的极限为零,那么称函数$f(x)$为当$x to x_0$(或$x to infty$)时 的无穷小量。

清华大学微积分课件(全)x66_ppt课件

清华大学微积分课件(全)x66_ppt课件

3 d ) rdr 0(r 1 2
1 2
D
11
[解法2] 利用Gauss公式
补上底面 S 1:
S : z 1 x y
2
2 2
2
z 0 , x y 1
xdy ^ dz ydz ^ dx zdx ^ dy S
S
1
z
n
y
SS 1
o
n1
D xy

D xy
Z dx ^ dy 0 Z [ x ,y ,z ( x ,y )] dxdy ( 2 )
1
S3
同理可证
Z Zdx ^ dy dV 比较 ( 1 ) 式与 (2 ) 式 ,可以得到 z S
X Xdy ^ dz dV , x S
S3
n
Z [ x ,y ,z ( x ,y )] dxdy ( 1 ) 1
2018/11/16
D xy
9
另一方面,曲面积分
S外
Zdx ^ dy Zdx ^ dy Zdx ^ d Zdx^ dy
S 1 S 2 S 3
[注意] Z [x ,y ,z ( x , y )] dxdy 2
z
n
y
T 2 2 v ( x ,y , z ), dS 1 4 x 4 y d o D xdy ^ dz ydz ^ dx zdx ^ dy
S
2 2 x v ndS (x y 1 ) d

S 2
0
2018/11/16
2若 向 向 曲 量 面 场
定1 理 : 设 为空间有 ,其 界 边 S 是 闭 界 分 域

清华大学微积分(高等数学)课件第4讲_连续函数的性质

清华大学微积分(高等数学)课件第4讲_连续函数的性质

在 点x 0处 不连 续. 点 x 0 是 f ( x)的
第 二类 间断 点(注 意: f ( x) 在 x0 处 右连 续).
2019/6/14
14
三、闭区间上连续函数的性质
1. 有界性定理:
设 函 数f C[a, b], 则f ( x)在[a, b]上
有 界.
2. 最大最小值定理:
x0 连续
(2) f g 也在 x0 连续
(3)

g( x0 )

0, 则
f g
也在
x0
连续
(4) 若 x g(t ) 在 t0 连 续, f ( x)在 x0 连 续,
且 x0 g(t0 ),则 复 合 函 数f [g(t )]在 t0
连 续.
2019/6/14
6
(五) 关于反函数的连续性 若 函 数 y f ( x) 在 闭 区 间[a, b]上 严 格
作业
P49 习题2.4 11. 13. 14.
P50 综合题 1. 4.
预习:P51—58
2019/6/14
1
第四讲 连续函数的性质
一、连续函数的基本性质
二、初等函数的连续性
三、闭区间上连续函数的
性质
2019/6/14
2
一、函数连续性的基本性质
(一)连续性定义的等价形式: 设 f ( x)在 x0 的某邻域内有定义,则
11
x 0, x 1 间断点
lim f ( x) 1,
x1
lim f ( x) 1
x1
lim f ( x) 1,
x1
lim f ( x) 1
x1
lim f ( x) 1

4第四讲 微积分中存在性问题的证明方法

4第四讲 微积分中存在性问题的证明方法
【分析】本题的难点是构造辅助函数,可如下分析:
【证明】令 ,则 在[0,1]上连续,在(0,1)上可导,且
,
由罗尔中值定理知,存在 ,使得 .即
例4设函数 在[0,1]上连续,(0,1)内可导,且
证明: ( ).
【分析】本题的难点是构造辅助函数,

【证明】略
例5设函数 在[0,1]上连续,(0,1)内可导,且
【证明】因为f(x)在[0,3]上连续,所以f(x)在[0,2]上连续,且在[0,2]上必有最大值M和最小值m,于是
, , .

由介值定理知,至少存在一点 ,使
因为f(c)=1=f(3由罗尔定理知,必存在 ,使
例3、设函数 在[0,1]上连续,在(0,1)上可导, ,证明:在(0,1)内存在 ,使得 .
【证明】构造辅助函数 ,由题设有F(a)=F(b)=0.又f(x),g(x)在(a,b)内具有相等的最大值,不妨设存在 , 使得

若 ,令 ,则
若 ,因 ,从而存在
,使
在区间 上分别利用罗尔定理知,存在 ,使得
.
再对 在区间 上应用罗尔定理,知存在 ,有
,即
例7、设函数 在[0,1]上连续,在(0,1)上可导, , .证明:
(1)在(0,1)内存在 ,使得 .
(2)在(0,1)内存在两个不同的点 ,
【分析】第一部分显然用闭区间上连续函数的介值定理;第二部分为双介值问题,可考虑用拉格朗日中值定理,但应注意利用第一部分已得结论.
【证明】( )令 ,则F(x)在[0,1]上连续,且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,于是由介值定理知,存在存在 使得 ,即 .
(2)设 在[a,b]上连续,在(a,b)上可导,证明存在 ,使得结论中包含 和一阶导数的等式成立,一般用中值定理。

清华大学微积分高等数学课件第4讲不定积分二

清华大学微积分高等数学课件第4讲不定积分二
[解] 选择 ln xu , xd dxv
则vx2, u1dx
2
x
于 是 xln xd x x 22ln xx 221 xdx
x2
1
2 lnx2xdx
20.06.2021
x2
(12lnx)C
4a
16
[例 4]计算 xarcxta dn x
[解]
x2
xarcxta dn x arcxt(a d2n )
x2a2
令 xach(0 tt)
Ias1htashdt t1dt
“双曲代换” 和 “倒数代换”
20.06.2021
a
11
例如I :求 dx (a0)
x2 a2x2
dx 1 1
1
d( )
x2 a2x2 x a2(1 x)21 x
当x0时,令x1 t
I1 1 d(1) t dt
x a2(1 x)21 x
解 excoxs exsix ndx

问题出在此
三 excoxsexdcoxs

可 exco xs exco xsexco xs dx


ex cosxdx
20.06.2021
a
出现恒等式 21
利用分部积分推导递推公式
[ 例 7 ]求I n 积 sn ix n 分 d ( n 1 x ,2 , )
se x tc a x n ta x s ne x tc a xd nx
se x tc a x n (s2x e 1 c )se x d cx
se x tc a x n sse33 ce xx dd c x x se x dcx
1
1
sextcax nln sex ctaxn C

《高等数学课件——微积分篇》

《高等数学课件——微积分篇》
高等数学课件——微积分 篇
微积分是数学中最关键的学科之一。它的研究内容和方法在物理、化学、工 程学等领域都有广泛应用。通过本课件,您将掌握微积分的基础知识和应用 方法,培养解决实际问题的能力。
微积分的基本概念和方法
曲线下面积的计算方式
学习曲线下面积的计算方法, 从而深入理解导数的概念。
导数的定义与计算
反常积分和广义积分
反常积分的概念和判敛准则
掌握反常积分的定义和判敛准则,并能应用到实际问题中。
广义积分的概念和收敛性判定
学习广义积分的概念,以及判断其收敛性的方法和技巧。
高阶导数与广义积分的关系
学习高阶导数和广义积分的关系,并灵活运用到实际问题中。
多元函数的偏导数和全微分
偏导数与方向导数
学习偏导数和方向导数,以及 掌握求解全微分的方法。
母函数的引入和应用
学习母函数的定义和应用,如 何使用母函数来快速求解数列 中的元素。
微分中值定理和极值
1
罗尔中值定理
学习罗尔中值定理及其应用,了解如何判断函数的导数符号及图象的单调特性。
2
拉格朗日中值定理
学习拉格朗日中值定理及其应用,如何快速求解函数的值。
3
极值的概念和求解
学习极值的定义和求解方法,应用到实际问题中。
定积分的运算方法和性质
学习定积分的运算方法和性质,灵活应用到实际 问题中。
牛顿-莱布尼茨公式和换元积分法
1
牛顿-莱布尼茨公式
学习牛顿莱布尼茨公式的定义和应用,
换元积分法
2
并能解决含参变量的积分问题。
学习换元积分法的概念和计算方法,
并掌握其应用到不同类型的积分问题
中。
3
分部积分法和定积分的应用

《微积分》课件

《微积分》课件
微分学主要研究函数在某一点附近的 局部行为,包括切线、函数的变化率 等;积分学则研究函数在某个区间上 的整体行为,包括面积、体积等。
微积分的历史背景
01
微积分的发展可以追溯到古代数 学,如希腊数学家阿基米德在求 面积和体积时已经有了积分学的 萌芽。
02
微积分的真正奠基人是牛顿和莱 布尼茨,他们分别独立地发展出 了微积分的基本理论,为后来的 数学发展奠定了基础。
《微积分》PPT课件
contents
目录
• 微积分的定义与历史 • 微积分的基本概念 • 微积分的应用 • 微积分的解题技巧 • 微积分的重点与难点解析 • 微积分的习题与答案解析
01
微积分的定义与历史
微积分的定义
微积分是研究函数、极限和连续性的 数学分支,通过微分和积分的方法来 研究函数的性质和变化规律。
极限的运算性质与法则
1 2
极限的运算性质
极限的四则运算法则、复合函数的极限运算法则 等。
极限的法则
极限的保号性、极限的局部有界性等。
3
注意事项
理解极限的运算法则和性质是解决极限问题的关 键,需要注意运算过程中的等价变换和放缩技巧 。
导数的几何意义与运算性质
导数的几何意义
切线的斜率、函数图像的变化率等。
习题一:极限的运算
$lim_{x to infty} frac{1}{x}$
判断下列叙述是否正 确,并说明理由
$lim_{x to 0} (1 + x)^{1/x}$
习题一:极限的运算
$lim_{x to 0} frac{sin x}{x} = 1$
$lim_{x to infty} frac{1}{x} = 0$
$lim_{x to 0} (1 + x)^{1/x} = e$

《微积分04导数》课件

《微积分04导数》课件
《微积分04导数》PPT课 件
欢迎来到《微积分04导数》的课件!在这个课程中,我们将深入研究导数的 概念、性质和应用,帮助您更好地理解微积分的重要性和应用价值。
导数的概念
导数的定义
我们将介绍导数的定义, 并解释导数在函数中的几 何意义。
导数的意义
导数能告诉我们函数在某 一点的瞬时变化率,对于 理解函数的变化规律非常 重要。
导数的应用
极值与最值
我们将探讨如何使用导数来判 断函数的极值和最值,以及计 算它们的方法。
常用函数的导数
我们会列举常见函数的导数, 并解释它们在各个领域中的应 用。
应用实例:曲线的切线 和法线
我们将通过实例演示如何使用 导数来求解曲线的切线和法线。
实战练习
1 计算导数
我们将提供一些函数,让您进行导数的计算练习,巩固您的知识。
导数的计算
我们会讲解计算导数的方 法和技巧,帮助您掌握导 数的运算。
导数的性质
1
可导性与连续性的关系
我们将探讨导数和连续性之间的关系,
导数的四则运算规则
2
了解在哪些情况下函数可导。
我们会介绍导数的四则运算规则,帮
助您在计算导数时更加灵活和高效。
3
导数的链式法则
链式法则是导数中的重要概念,我们 会详细解释它的应用和计算方法。
2 应用导数求极值和最值
我们将给出一些问题,让您应用导数来求解函数的极值和最值,增强您的应用能力。
3 应用导数求函数的单调性
我们将介绍如何使用导数来判断函数的单调性,提高您对函数变化规律的理解。
总结
微积分知识点回顾
我们会回顾本课程中涉及的 微积分知识点,帮助您巩固 所学内容。
导数的重要性和应 用价值
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3 / 28
1 3 ù£
n n a n→∞
= 0,
?
Œ
¤‡(Ø.
12 / 28
~ 12. y²: lim
log n α n→∞ n
= 0 (α > 0). ∃N1 > 0 + 1 < eαεn. Œ eαεn , < ε. y.
13 / 28
y²: ∀ε > 0, du lim ¦ ∀n >
1
n+1 αεn = 0, e n→∞ n+1 N 1 , þk e αεn < 1, = n
n→∞
e lim an = A, lim bn = B , K (1) ∀α, β ∈ R, lim (αan + βbn) = αA + βB ;
n→∞
(2) lim anbn = ( lim an)( lim bn) = AB ;
n→∞ n→∞ n→∞
(3) lim
an n→∞ bn
=
n→∞
lim an
n
|ak − A|
k =N1 +1
M n − N1 ε ε ε + · < + = ε. n n 2 2 2 Ïd¤y(ؤá.
17 / 28
(: ;.
1 log n n→∞
4•
lБайду номын сангаасm
= 0. •¯!
éê¼ê'~êO•
log n α n→∞ n
lim
= 0 (Ù¥ α > 0). •¯!
˜¼ê'éê¼êO•
m©üNk.. duUCê ÙñÑ5,
džüNk.½n•,¤á.
22 / 28

~ 1. ∀n an = ¦y: ê 1, ½Â 1 1+ n
êe
½Â
n
, bn =
1 1+ n
n+1
.
{an} Ú {bn} Âñ ‡
Ó˜4•.
5: T4•Ò´Í¶ ê ¢Sþ‰Ñ e
ê e. þãùü‡
þ!e“kn%C”.
14 / 28
~ 14. y²: lim
1 √ n n→∞ n!
= 0.
ε −n = 0, l n→∞ n! −n ·‚k εn! < 1, •=
y²: ∀ε > 0, dc~Œ• lim ∃N > 0 ¦ ∀n > N , 1 ·‚k √ < ε. dd y. n n! ~ 15. y²: lim
·1
1 1− n+1 (n+1)+1 n+2
=
1
n+1 n+2 n+2
=
n+2 n+1
n+2
= bn+1.
25 / 28
u ´ ∀n
1, þk a1 ∀n
n+1
an
bn
b1. düN Ù4•
k.½nŒ• {an} Ú {bn} þÂñ. ©O• a, b. 5¿
1 bn = 1 + n
1, ·‚k
n +k
ε = k a
n+k
l=0
ε n+k (a − 1)k+1 k a k+1 εnk+1 (a − 1)k+1 > nk , k (k + 1)!a
•=·‚k
nk an
< ε. dd
y.
11 / 28
~ 10. y²: lim y²: du α 0<
nα an n[|α|]+1 an ,
nα n n→∞ a
1, - a n =
n k =1
1 . k2
¦y: {an} Âñ.
1 y²: ∀n 1, ·‚k an+1 = an + (n+1) 2 > an , ê {an} 4O. q ∀n 1, ·‚k
n
an =
k =1
1 k2
n
n
1+
k =2
1 k (k − 1)
= 1+
k =2
1 1 1 − = 2 − < 2. k−1 k n
lim bn n→∞
=
A B
(e B = 0).
6 / 28
£
b ê
: Y%
n
{an}, {bn}, {xn} ÷v: ∀n > n0, þk an xn bn ;
(1) ∃n0 > 0 ¦
n→∞
(2) lim an = lim bn = A;
n→∞

{xn} Âñ… lim xn = A.
n→∞
y²: - k = [|a|] + 1. K ∀ε > 0, eN = max k,
|a|k+1 k !ε |a|k+1 k !ε ,
, l
@o ∀n > N , ·‚k n >
an n!
=
|a|k+1 n·k !
n− 1 j =k +1
|a| j
|a|k+1 n·k !
< ε,
?
Œ•¤‡(ؤá.
- N = [(N1 + 1) α ] + 1. K ∀n > N , ·‚k nα > N1 + 1, l [nα ] > N1, ?
α] α
nα < [nα ] + 1 < eαε[n u´ α log n < αεnα ,
log n nα
~ 13. y²: lim
an n→∞ n!
= 0 ( a ∈ R) .
ε ∀n > N1, þk |an − A| < 2 . N1
M=
k =1
|ak − A|, N = max N1,
2M ε
.
16 / 28
K ∀n > N , ·‚k a1 + a2 + · · · + an −A n 1 n
N1
1 n
n
|ak − A|
k =1
k =1
1 |ak − A| + n
î‚4O, e ∀n 4~, e ∀n 1 , an
î‚4~, e ∀n †4~ê
Ü¡üNê
½n 1. (üNk.½n) üN4Okþ. üN4~ke. y²: b an ê (.½n•Tê ∀n > N , an |an − A| < ε, l ê ê 7Âñ; 7Âñ.
{an} üN4Okþ.. Kd kþ(. A, u´ ∀n A < aN + ε
n! n n n→∞
= 0.
n! nn
y²: ∀n > 1, ·‚k 0 < u´dY%
=
1 n
n j =2
j n
1 n.
ná•Œ ¤‡(Ø.
15 / 28
~ 16. e lim an = A, ¦y:
n→∞
a1 + a2 + · · · + an = A. n→∞ n lim y²: ∀ε > 0, d4•½ÂŒ•, ∃N1 > 0 ¦
7 / 28
£
lim ( 1 + n − lim √ 3
: ;.~f
√ 3 n) = 0, lim
2n2 +n+2 2 n→∞ n −3
n→∞
= 2. k 0
a0 +···+ak nk n→∞ b0 +···+b n
=
0 ek< , a b e k = ,

n→∞ n→∞
ê, ai, bj ∈ R … b = 0.
m
n an k 1
= max ak , Ù¥ ak 1 k m k =1 √ √ lim n n = 1, lim n a = 1 (a > 0). lim
n→∞
0.
8 / 28
ê
4•
n→∞

n•
n+1 n .
~ 7. |^½Ây²: lim xn = 1, Ù¥ óêž, xn =
n− 1 n ,
23 / 28
y²: ∀n dAÛ²þ
1, d½ÂŒ• 0 uŽâ²þŒ
an
bn . ,
an
1 n ·1 = 1+ n 1 n 1+ n + 1 n+1 n+1 n+1 1 = 1+ n+1 = an+1.
24 / 28
Ó
/, ·‚•k bn = 1 1+ n
n+1
= 1
1
1 1 − n+1 n+2 n+1
e nlim an = 0 →∞
: ê
4•
5Ÿ (Y)
{bn} k., K nlim an bn = 0. →∞

n→∞
e {an} šK…Âñu A, K lim •˜5: eê
an =

A.
Âñ, KÙ4••˜.
k•>5: UCk•‘ØUCñÑ5. þ!5: ê Âñ Âñ …= § ?¿f uÑ).
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