经济数学基础(微积分)讲义全
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
经济数学微积分学习讲义
合川电大兰冬生
知识点一:5个基本函数
1,常数函数,c y = (c 是常数)
例如:3=y ,1-=y ,这些函数可以看成是x 隐含,例如3=y 可看成30+=x y 。
2,幂函数,αx y =(α是一个数) 形如2x y =,3x y =,5x y =是幂函数,
注意:仅仅是这种形式是幂函数,其他的任何一点形式变化都不是,2x y =是幂函数,22x y =就不是幂函数,只能是下面x ,上面(指数)是一个数!以下基本函数均如此
3,指数函数,x a y =,(a 是一个数) 例如:x y 2=,x y 23⋅=不是指数函数。
4,对数函数x y a log =,这里要求x 必须大于零,我们的考试常常拿来考“求定义域”
这里我们只认识两个特殊的对数函数,一个是x y ln =,他是x y e log =的简写,
e 是一个数,718.2=e ,和我们知道的14.3=π一样,另一个是x y lg =,他是
x y 10log =的简写。
5,三角函数x y sin =,x y cos =,
特别注意的是x y sin 2=,x y 2sin =,都不是三角函数。
● 这5个基本函数是我们要学习的函数的主要构成细胞。
● 例如:12sin 232+++=x x e y x ,二次函数,由幂函数,常数函数构成
632-+=x x y 。
知识点二:极限
1,什么是数列?数列就是按照“一定规律排列的一组数”,我们常见的是无限数
列。
数学符号记为:}{n a
例如:数列:1,2,4,8,16,32,……,发展规律依n 2 变化,,4,3,2,1,0=n …… 1,21,41,81,……,发展规律依n 2
1
变化,,4,3,2,1,0=n …… 2,极限
学习极限,一个非常重要的认识就是“分母越大,分数越小” 数列的极限,就是指数列的一个趋近值,(即是指一串数的趋近值)
例如:1,21,31,41,……,分母由1,2,3,4,……变化,当分母无限大时,1000001
,
100000000
1
,……,最后,这个无限数列趋近于0,
这里,我们简单描述这个变化,
∞→n
01
→n
分母越大,分数越小 →是趋近,∞是无穷大的意思,无穷大是指非常非常大,无法计量。
是指数轴
的最远端。
用极限式写为:
1=n 例如:
1,21,41,81,……,这个数列由n 21
,n 取0,1,2,3,4,……得到,
∞→n
∞→n 2
021
→n
分母越大,分数越小 用极限式写为
1lim =∞→n
例:求极限11
lim
+∞→n
n 分析:∞→n
01
→n 111
→+n
所以,解为
解:11
lim +∞→n
n =1 例:求极限n n n 3
2lim +∞→
分析:n n n 32lim +∞→可变为n n n n 32lim +∞→,继续n n 3
2lim +∞→
∞→n
03
→n
分子是数,分母是无穷大,一个固定数与无穷大相比,固定数显得太小太小,忽略不计, 23
2→+
n
不是所有数列都有极限,
极限存在是指数列趋近于一个固定数,不趋近一个数,说极限不存在。
例如:∞→n 时,∞→n 2,所以n n 2lim ∞
→不存在,
极限存在,称数列收敛,不存在,称为发散。
函数的极限,就是把前面的n 看成是可取任何数的x 就可以了。
例如:求极限x
x x 3
2lim
+∞→,
分析:理解为∞→x 时,?3
2→+x
x
x x x x x x 3
23232+=+=+ ∞→x 03
→x 分母越大,分数越小 23
2→+x
所以23
2lim =+∞→x x x
函数在某一点的极限 如图:函数x
y 1
=
函数在这一点1=x 不取值,x 的取值可无限靠近1,于是就有函数在一点的极限,
x
x 1lim 1→这个极限的意思是:
1→x 当x 无限靠近1时,也说x 趋近1 ?1→x x
1
趋近于多少 从图上看得出y 值x 1
趋近于1
函数在一点的极值记为:
A x f x x =→)(lim 0
,A 是函数)(x f y =在点0x 处的极限值,是一个趋近值。
例:求极限1
1
lim 21--→x x x ,
这是一类直接带入分母为0的极限,这类极限需要分解因式约去为0分母,然后直接带入求值。
分析:直接带入,分母为0,于是对分子分解因式,
11
)1)(1(112+=--+=--x x x x x x ,所以,11
lim 21--→x x x =
lim 1→x
x 考题分析:
计算极限22412
lim 54
x x x x x →---+。
解:3
7
)1)(4()3)(4(lim 4512lim 42
24=--+-=+---→→x x x x x x x x x x 计算极限22256
lim 68
x x x x x →-+-+。
解:2
1
43lim )4)(2()3)(2(lim 8665lim 222
22=--=----=+-+-→→→x x x x x x x x x x x x x 计算极限)4
4
21(
lim 22
---→x x x 解 )4
4
21(
lim 22
---→x x x =)44)2)(2(2(
lim 22--+-+→x x x x x = )2)(2(2lim
2-+-→x x x x = 4
1
)2(1lim
2=+→x x *:求函数在某一点的极限:1,带入分母不为0,就直接带入求值。
2,带入分母为0,先分解因式,约掉为0分母,然后带入求值。
关于∞→x 求极限的一般方法 比较分子和分母最高次项系数,
1,分子最高次项指数小于分母最高次项指数,极限为0 2,分子最高次项指数等于分母最高次项指数,极限为系数比 3,分子最高次项指数大于分母最高次项指数,极限不存在
例:求极限lim →x 分析:当∞→x 时,3x 远比2x 大。
比3x 指数小的,都可以视为0,因此,这个极限分母远比分子大,极限值是0。
也可以对11lim 32
++-∞→x x x x 分子分母同除以3x ,得1
1lim 32
++-∞→x x x x =3
3
211111lim x
x x x x ++-∞→,当∞→x 时,01→x ,012→
,01
3
→。
所以,此题极限是0.
例:求极限lim →x 分析,比3x 指数小的,都可以视为0,常数直接去掉。
所以此题极限是最高次项
系数比3
2
,也可以分子分母同除以3x 。
解:12322lim 33-++-∞→x x x x x =3
2
例:求极限1
22lim 23-+∞→x x x
分析,显然,分子最高次数为3,当∞→x 时,分子远大于分母,次极限不存在。
归纳为如下:⎪⎪⎩=++++++----∞→b x
b x b a x a x a m m m m m n n n n x lim 011011ΛΛ
解此类题只看最高次项,直接写答案。
考题举例:
求极限22235
lim 321x x x x x →∞--+-
解:22235lim 321x x x x x →∞--+-=3
2
求极限 ))32)(1()23()21(lim 625--++-∞→x x x x x x
解:23
))32)(1()23()21(lim 625-=--++-∞→x x x x x x
两个重要极限:(这两个是公式,直接使用!)
1,1sin lim 0=→x x x ,或 1sin lim 0=→x x
x ,考试常现,希望注意,现以考题作讲解。
公式应理解为[
[
][]
1sin lim
=,或[][]1lim =,括号[]里面填任何变量都可以,
例:求极限x lim 0→分析:通过变形,达到[]内相同,x x x 5sin lim 0→=555sin lim 0⋅→x
x
x ,因为,0→x 时05→x ,
所以x x x 5sin lim 0→=x x x 55sin 5lim 0→=x lim 05→
例,求极限0sin lim x x x
x
→-分析:0sin lim x x x x →-=x lim →也可以0sin lim x x x x →-=x x lim 0→ 例,x
x
x 5sin 3sin lim
0→ 解:原式=53
11535sin 33sin lim
5
35355sin 33sin lim 00=⨯=⨯
=⨯→→x x x
x x x x x x
也遵循乘法可分原则
2,e x
x x =+∞→)1
1(lim 或 e z z z =+∞→1
)1(lim
这个公式e x
x x =+∞→)1
1(lim 都要理解成[][][]e =+∞→)11(lim ,只要[]里一样,极限值就
是e 718.2=e
次类考得少,只举一个简例, 例求极限x
x x
)211(lim +
∞
→ 分析:x x x )211(lim +∞→=2
12)211(lim ⎥⎦⎤⎢⎣
⎡
+∞→x x x =21
2
12)
11(lim e x =⎤⎡+
知识点: 无穷大量与无穷小量,此考点经常考,其实简单,极限值是0的就是
无穷小量,极限值是0的就是无穷小量。
极限值是无穷大的就是无穷大量。
考题举例
例:1,已知x
x
x f tan 1)(-
=,当 0→x 时,)(x f 为无穷小量. 2,已知x
x
x f sin 1)(-=,当 0→x 时,)(x f 为无穷小量. 3,设()1sin x
f x x
=
-,当( A )时,f(x)为无穷小量. A .x →0 B .x →1 C .x →-∞ D .x →+∞ 4,当+∞→x 时,下列变量为无穷小量的是( D )
A .)1ln(x +
B . 12+x x
C .2
1
e x - D . x
x
sin
5,已知1tan )(-=x
x
x f ,当( A )时,)(x f 为无穷小量.
A. x →0
B. 1→x
C. -∞→x
D. +∞→x
6,当1x →时,变量( D
)为无穷小量。
A .
1
1
x - B .
sin x
x
C .5x
D .ln x
7,当0x →时,变量( D )是无穷小量。
A .
1
3x
B .
sin x
x C .ln(2)x +
D .1
sin x x
函数的连续
x 可以再一段数上面都取得到,称函数在这一段数上面连续,例如,x
y 1=
在21<<x 这一段数上面连续,但在11<<-x 这段数上面不连续,因为x 取不到0. 以下用考题来分析,
1,函数sin ,0(),0
x
x f x x k x ⎧≠⎪
=-⎨⎪=⎩ 在x = 0处连续,则k = ( B ).
A .-2
B .-1
C .1
D .2
2.函数sin ,0(),0
x
x f x x k x ⎧≠⎪
=⎨⎪=⎩ 在x = 0处连续,则k = ( C ).
A .-2
B .-1
C .1
D .2
3. 函数⎪⎩⎪⎨⎧
=≠+=0
,10
,1sin )(x x k x
x x f 在x = 0处连续,则=k ( A ). A. 1 B. 0 C. 2 D.1-
4.函数⎪⎩
⎪
⎨⎧=≠+-=0,0,211)(x k x x
x
x f 在x = 0处连续,则k = ( B ). 5.若函数21, 0
(), 0
x x f x k x ⎧+≠=⎨=⎩,在0x =处连续,则k = ( B ).
A . 1-
B .1
C .0
D .2
6.已知211()1
1x x f x x a x ⎧-≠⎪
=-⎨⎪=⎩,若f(x)在(-∞,++∞)内连续,则a= 2 .
7.已知⎪⎩
⎪
⎨⎧=≠--=1
11
1)(2x a x x x x f ,若f x ()在x =1处连续,则=a 2 .
此类题目就是对上面一个式子求当x 不等于那个数时的极限。
1,求x x x -→sin lim
0 2,求x x x sin lim 0→ 3,求k x
x x +→1
sin lim 0=下面1时k 的值,4,求
x x x 211lim 0+-→,5,求1lim 2
0+→x x ,6,求11lim 21--→x x x ,7,求1
1lim 21--→x x x 分析:sin ,0(),0x
x f x x k x ⎧≠⎪
=-⎨⎪=⎩要使得函数连续,必须要上面的极限等于下面的k ,
具体意义请参看教材中“函数的连续性”一节。
另外补充,找函数不连续的点,一般可以理解为找函数无意义的点,比如
1
1
2
-=x y 间断点(就是不连续点)是分母为0的点1-=x 和1=x
求函数定义域:
函数的定义域就是指使得式子有意义的x 的取值范围。
一些常见的式子有意义的条件: 1,分母不等于0;
2,开平方:根号里面大于等于0,如果根号在分母下面,一定不要使分母是0了。
3,对数里面必须大于0,例如:x y 2log =,x 的位置必须大于0,x ln 中,x 位置必须大于0,若x lg ,x ln ,x a log 作分母,x 位置还不能取1
考题举例:
1.函数()
1lg +=
x x
y 的定义域是( D ).
A .1->x
B .0≠x
C .0>x
D .1->x 且0≠x
2
.函数ln(2)y x =++
( A ). A .(2,4)-
B .(2,4)(4,)-+∞U
C .(,4)-∞
D .(2,)-+∞
3.函数y x x =
+--1
13ln()
的定]义域是 (-1,,0)⋃(0,3] .)
4.函数⎩⎨⎧<≤-<≤-+=2
0,10
5,2)(2x x x x x f 的定义域是 ]2,5(-- .
5.函数2e ,50
()1,02
x x f x x x ⎧--≤<⎪=⎨-≤<⎪⎩的定义域是
[-5,2] ..
6.函数)
1ln(42
+-=x x y 的定义域是 ]2,1(-.
7.函数1
1
42++
-=
x x y 的定义域是 ]2,1()1,2[---Y 8.函数()
x x y --+=
31ln 1
的定义域是 ()
⋃-0,1(0,3].
9.函数()2
f x x =-的定义域是 (,2](2,)-∞-
+∞U .
10.函数1
()ln(3)
f x x =
++的定义域是 (-3,-2)(-2,3]⋃ .
详细讲解2,3题, 解2,要使得ln(2)y x =+根号里面0≥,结合分母不能是0,有04>-x 同时还要满足x ln ,x 位置大于0,即02>+x ,所以有x >4并且2->x ,合起来就是42<<-x
(2,4)-是区间表示,(2,4)-=42<<-x
3,要使得y x x =
+--1
13ln()
有意义,根号里面大于等于0,03≥-x ,得x ≥3,x ln ,
x 位置要大于0,同时作分母,还必须不等于1,即,01>+x 且11≠+x ,得到,1->x 且
0≠x ,要是整个式子有意义,还得x ≥3,所以,13->≥x 且0≠x ,所以答案:(-1,,0)⋃(0,3],
⋃是合起来的意思,(-1,,0)⋃(0,3]意思是:01<<-x 且30≤<x
b x a <<用区间表示就是()b a , b x a ≤≤用区间表示就是[]b a , b x a <≤用区间表示就是),[b a 等得到,方括号,等不到圆括号。
a x >用区间表示就是),(+∞a a x <用区间表示就是),(a -∞
a x ≥用区间表示就是),[+∞a 请结合上两个例子学习。
关于指数是分数和负数的学习 仅以实例来学习,
指数是负数:x x 11=-只要是指数是负数,去掉负数取倒数,a a x x 1=-,331
x x =-,有时候经常反过来用11
-=x x
指数是分数:x x =2
1,3
3
1x x =
,n m n
m x x
=,分母是开方,分子是次方。
知识点三,导数
求导:求导是在5个基本函数上进行!
()x x 22
=', ()4
5
5x
x =',
这种形如αx 的导数是把指数放下来,指数减1,()1
-='αααx
x ,
5个基本函数的导数
1,0)(='c ,例如,0)3(=',0)4(=', 2,()1
-='αα
αx
x ,例如,()x x 22
=',()7
8
8x
x ='
3,x x e e =')(,这是一个非常特殊的导数,x e 的导数等于他本身 4,x
x 1)(ln =
', 5,x x cos )(sin =', x x sin )(cos -='
这是5个基本函数的导数公式,以后的学习中,主要是由这5个结合构造出复杂的函数,但是我们都能分解成这5个基本函数,来求导,再后面的积分学习也是如此。
例如:1sin 2+++=x x e y x ,求y ' 解:x x e y x cos 2++='
象这种由几个基本函数加在一起的,可以分开求,我们称为加法可分 例如:2sin 234-+=x x y ,求y ' 解:)2sin 23(4'-+='x x y
x
x x x x x x x cos 212cos 243)2()(sin 2)(3)2()sin 2()3(3344+=+⋅='-'+'='-'+'= 象这种,基本函数前的系数(常数)可以直接拿出来,)())((x f k x kf '='我们称为常数可透
两个基本函数乘积的导数:等于一个求导乘以另一个,再加上这个乘以另一个求导,)()()()())()((x v x u x v x u x v x u '+'=', 例如:x e x y 2=,求y '
)()(22'+'='x x e x e x y
x x e x xe 22+=
分式的导数:)()
()()()()()(2x v x v x u x v x u x v x u '-'='
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛ 例如 x
x y sin 1
22-=,求y '
x x x x x y 222sin ))(sin 12(sin )12('--'-='
x
x x x x 2
2sin cos )12(sin 4--= 至此,我们学习了由基本函数加减乘除构造成的函数的导数求法, 综合举例:
例如,已知631
cos sin -+-+
=x x
x x e y x ,求y ' 3)
1(cos sin cos sin 2
+---++='x x x x x e x e y x x
这里特别注意1='x ,
求微分:由导数的意义dx
dy
y =
',求微分就是求dy ,所以,dx y dy '=,我们主需要先求出y ',然后再写成dx y dy '=这种形式就可以了, 例如:x e x y 23+=,求dy
解:因为x e y 23+=',所以dx e dy x )23(+=
复合函数求导,
这是求导最难的,也是必考的,每题10分,其实也不难 复合的意思就是一层套一层,我们可以分层从外到内求出。
例如:x e y sin =,2sin x y =,2cos ln x y = 我们来求这3个复合函数的导数。
1,x e y sin =,主体是由()e 构成,把x sin 看成括号里面内容,由于()x
x e
e =',
所以(
)()()()'⋅='e e ,对主题按基本函数求导,再乘以括号内函数的导数,
x e x e y x x cos )(sin )(sin )(sin ='⋅='
这个函数可以看成是t e y =,x t sin =复合而成。
2,2sin x y =,主体是()sin =y ,由于()x x cos sin ='
,所以()()()()'⋅='cos sin ,
()()()22
2
2
2
cos 22cos cos sin x x x x
x x x y =⋅='⋅='='
3,2cos ln x y =,主体是)ln(cos 2x y =,由
()x
x 1
ln =,所以
()()'⋅=
'
='22
2cos cos 1)ln(cos x x
x y ,()'2cos x 又可以依()()
'2cos x 求出,因为()x x sin cos -=',所以()()
'⋅-='222sin cos x x x ,所以,继续求下去
()
'
=')ln(cos 2x y 1,)ln(cos 2x y =
()
'⋅=
22cos cos 1x x 2,()
'⋅)cos(cos 122x x ()
'⋅-⋅=222
sin cos 1x x x ()x x x 2sin cos 12
2
⋅-⋅= 2
2
cos sin 2x
x x -= 2tan 2x x -=
做复合函数的题,一定要对基本函数导数熟悉,特别是那5个基本函数,第一步
就要认清这个主体是由哪个基本函数构成,对主题按基本函数求导,再乘以括号内函数的导数, 考题举例,
1.设y x =-ln()21,求d y . 解:
x
x x x x x y -=
•-=--=
1211121)12(1
21
'
'
所以 dx x
x y -=
1
21d
2.已知y =32ln 1x +,求d y .
解 因为 )ln 1()ln 1(3
12
32
2'++='-x x y
=x
x x ln 2)ln 1(3132
2
-+
=x x x
ln )ln 1(32
32
2-+ 所以
x x x x
y d ln )ln 1(32d 3
2
2-+= 3.设 y x x x x ln +=,求d y . 解 因为 y x x ln 4
7+=
x x y 1
4743
-='
所以 d y = (x
x 1
4743
-)d x
4.设2
cos 2sin x
y x =-,求y '。
解:
5.已知y x
x x 2cos -=,求)(x y ' .
解: x
x x y 2sin )2(ln 22
321
+='
6.已知)(x f x x
sin
2=,求)(x f '
解:)(x f 'x
x
x x x 21cos 2sin 2ln 2+=.
7.已知x
xe x y -=2cos ,求)(x y ';
解:)()2(sin 2x
x xe e x x y +--=' 8.已知2
23sin x e x y -+=,求d y .
解: )4()(cos sin 32
22x e x x y x -+='- d y=dx xe x x x )4)(cos sin 3(2
22-- 9.设 y x x
x ln 2++=
,求d y .
解:x
x
x y 1212
3+-=
'-
dx x
x
x
dy )121(
2
3+-=- 10.设2
e 2sin x x y -+=,求y d .
解:2
e 22cos 2x x x y --='
x x x y x d )e
22cos 2(d 2
--=
11.已知2
sin 2x x
=,求y '.
解: )(sin 2sin )2()sin 2(2
2
2
'+'='='x x x y x
x
x
)(cos 2sin 2ln 22
22'+=x x x x x
22cos 22sin 2ln 2x x x x x +=
12.设x
x y 32
e
ln -+=,求y '.
解: )e ()(ln 32
'+'='-x
x y x x
x
33e ln 2--=
13.设 y 2ln x =,求y '.
解 因为 y 74
2ln x x =+
所以 3472
4y x x
'=+
14.设x y x
tan e
sin +=,求y d .
解:由导数运算法则和复合函数求导法则得
)tan e (d d sin x y x +=
)(tan d )e (d sin x x
+=
x x x x
d cos 1
)(sin d e
2
sin +
= x x x x x
d cos 1d cos
e 2
sin += x x x x )d cos 1
cos e (2sin +=
15.已知)(x f x
x x x
+-+=11ln cos 2,求y d .
解:因为 )1ln()1ln(cos 2)(x x x x f x
+--+=
x
x x x x f x x +-
--
-⋅='11
11sin 2cos 2ln 2)( 2
12
]sin cos 2[ln 2x x x x
--
-⋅= 所以 y d =x x
x x x x
d 12d )sin cos 2(ln 22
---⋅ 16.设1
21
ln -+=x x y , 求d y .
解:因为 2
)12(2
ln 21)121ln (--='-+
='x x
x x x y
所以 x x x x x y y d )12(2
ln 21d d 2⎥
⎦
⎤⎢
⎣⎡
--='= 17.已知y =32ln 1x +,求d y .
解 因为 )ln 1()ln 1(3
12
32
2'++='-x x y
=x
x x ln 2)ln 1(3132
2
-+
=x x x
ln )ln 1(32322
-+ 所以 x x x x
y d ln )ln 1(32d 322
-+= 18.设3
cos ln y x x =+,求y '.
19.设1
sin
x y x x
-=+
,求y '。
20.已知cos 2x
x
y x
=-
,求dy 。
21.设
2
x y x e
-=-,求dy .
22.设3
tan 2
x
y x -=+,求dy .
23.设x y x
tan e
5-=-,求y '.
解:由微分四则运算法则和微分基本公式得 )(tan )e ()tan e (55'-'='-='--x x y x x
x
x x
2
5cos 1
)5(e
-
'-=- x
x
25cos 1e 5--=- 24.设x x y 2e ln -+=
,求y d .
解:因为 x x x
x x x
y 22e 2ln 21e 2)(ln ln 21---=
-'=
'
所以 y d x x
x x d )e 2ln 21(
2--=
25.已知2
sin 2x x
=,求y '.
解:由导数运算法则和复合函数求导法则得
)(sin 2sin )2()sin 2(222'+'='='x x x y x x x
)(cos 2sin 2ln 22
2
2
'+=x x x x
x
22cos 22sin 2ln 2x x x x x +=
26.设x y x
tan e
sin +=,求y d .
解:由导数运算法则和复合函数求导法则得
)tan e (d d sin x y x +=
)(tan d )e (d sin x x
+=
x x x x
d cos 1
)(sin d e
2sin +
=
x x
x x x
d cos 1d cos
e 2sin +=
x x
x x )d cos 1
cos e (2
sin += 27.设2
e
cos x x y --=,求y d .
解:因为2
2e
x y x -'=
所以 2d (e )d
x y x x = 28.设()
,12ln -=x y 求.dy
解:)12(121
'-⋅-='x x y =)0212(1
21
2
1
-⋅⋅--x x =
x x 1121⋅- =
x x -21
dy=
dx x
x -21
隐函数求导:隐函数求导就是对y 求导,然后再乘以y '。
隐函数求导,是因为解不出y ,
具体步骤,1,方程两边对x 求导,把里面的y 当成x 操作求导,但若把y 当成x 求导后,要对这个式子乘以y ',有y 但不求导的地方不乘y ',2,解出y '。
例如:y xe x y +=,求dy ,
解:)('+='y xe x y )('+'=y xe x )()(1'+'+=y y e x e x y e e y y '++=1
所以,y
y
e y e y +='-'1,解出y '得y
y
e
e y -+='11 考题举例:
1.由方程2e e )1ln(=++xy x y 确定y 是x 的隐函数,求)(x y '. 解 在方程等号两边对x 求导,得 )e ()e (])1ln([2'='+'+xy x y 0)(e 1)1ln(='++++
+'y x y x
y
x y xy xy xy y x
y
y x x e 1]e )1[ln(-+-
='++ 故 ]e )1)[ln(1(e )1(xy
xy
x x x y x y y +++++-=' 2.由方程x y x y =++e )cos(确定y 是x 的隐函数,求y '. 解 在方程等号两边对x 求导,得 1e ]1)[sin(='+'++-y y y x y
)sin(1)]sin(e [y x y y x y ++='+-
故 )
sin(e )
sin(1y x y x y y
+-++=
' 3.设函数)(x y y =由方程y x y e 1+=确定,求
d d =x x
y .
解 方程两边对x 求导,得 y x y y y '+='e e y
y
x y e
1e -=
'
当0=x 时,1=y
所以,
d d =x x
y
e e
01e 1
1
=⨯-=
函数在某一点的导数:
此类题目是函数在一点的导数,就是先求出函数导数,然后再带)(=x 入计算,第一步,求出导数,第二步带入求值。
括号里面是x 的值。
1.设x
x y --+=1)
1ln(1,求)0(y '.
解:因为 2
)1()]
1ln(1[)1(11
x x x x y --++---=' = 2)1()
1ln(x x --
所以 )0(y '=
2
)
01()
01ln(--= 0 2.已知2ln sin y x =,求)4
(
π
y '.
解:2
2'
22
'sin cos 2)(sin sin 1x x x x x
y =
=
,
所以
π
π
π
ππ
π
==='2
2
4
sin
4
cos 4
2
)4
(
y
3.已知2cos ln x y =,求)4
(π
y ';
解 Θ 222
2tan 22)sin (cos 1
)cos (ln x x x x x
x y -=-='=' ∴ )4
(π
y '=πππ
π
-=⨯-=-1)4
tan(
4
2
2
求积分:
积分是求导的逆运算.
例:已知2x y =,求导运算,x y 2='。
已知x y 2=',求求导前的函数(称原函数)?=y
这一运算的数学符号⎰,读作积分 x xdx =22
添加一个c ,是因为x x 2)(2=',x x 2)1(2='+,x x 2)2(2='+,为了逻辑上的相等,
求导x c x 2)(2='+,所以,c x xdx +=⎰22,
注意五个基本函数的积分:以后直接利用公式求积分!
c x c dx c +=⎰0
c x dx x ++=
+⎰1
1
1αα
α c e dx e x x +=⎰
c x dx x +=⎰ln 1
c x xdx +=⎰sin cos c x xdx +-=⎰cos sin
注:后面都加上c ,加c 的结果表示所有原函数。
求积分遵循:加法可分,常数可透原则。
例:求积分,⎰++dx x e x 12
解:⎰++dx x e x 12=⎰⎰⎰++dx dx x dx e x 12=c x x e x ++⋅+22
1
2=c x x e x +++2
例:求积分,⎰-+dx x x 1sin 53
⎰-+dx x x 1sin 53=⎰⎰⎰=-+dx dx x dx x 1sin 513c x x x +--cos 5ln 3 凑微分:
凑微分遵循:若)()(x f x F =',则()()()c F d f +=⎰,这里))(()('='x F x F ,是
指)(x F 的导数,只需满足括号内相同即可。
例:求积分,dx x x ⎰cos sin
解:dx x x ⎰cos sin =)(sin sin x d x ⎰=c x +2)(sin 2
1
1,利用基本函数()()()c d +=⎰221,公式为c x dx x +=⎰221
,要把公式中的x 看
成()。
2, )(sin x d 中的d 可理解为()对求导,xdx x d cos )(sin =。
3,凑,是反过来运用)(sin cos x d xdx =,凑成有用的)(sin x d ,然后用
()()()c F d f +=⎰,求出积分。
4,凑微分要求对5个基本公式要熟悉。
例如:求积分,dx e x
x ⎰-11
ln
解:dx e x x ⎰-11
ln
=dx dx e x
x ⎰⎰-11
ln =dx dx x e x ⎰⎰-11
ln
=dx dx x
e x ⎰⎰-1)1
(ln
=dx x d e x ⎰⎰-1)(ln ln =c x e x +-ln 例如:求积分,⎰dx xe x 2
解:⎰dx xe x 2
=⎰)2(2
12
xdx e x =⎰)(21
22x d e x =c e x +2
2
1 不是所有的积分都可以用凑微分作出来,凑微分只是一种手段,能求的积分是很
少的一部分,接下来学习分步积分, 分部积分公式:
dx x v x u x v x u dx x v x u ⎰⎰'-=')()()()()()(,
公式特点:是含有x 的两个因式的乘积,若见是乘积的形式,可考虑套用公式。
分部积分的重点在于确定哪个是)(x u ,哪个是)(x v ,确定原则是找出来的)(x u 求导后与)(x v 的乘积可消,使得)()(x v x u '简单,可积。
(可参照例题作) 考题举例,
1,求积分,dx x x ⎰ln
=dx x x ⎰'⋅)(21
ln 2 写成公式的形式
=⎰'⋅dx x x )(ln 21
2
=⎰'-dx x x x x 22)(ln 21
ln 21
=⎰-dx x x x x 221
21ln 21
=⎰-xdx x x 21
ln 212
=c x x x +-2241
ln 21
2,求积分,dx xe x ⎰
解:dx xe x ⎰=dx e x x ⎰')(=dx e x xe x x ⎰'-)(=dx e xe x x ⎰-=c e xe x x +-
3,计算不定积分2cos x
dx x ⎰.
解:dx x
x ⎰2cos =⎰'
⎪⎭⎫
⎝⎛dx x x x cos sin =⎰-dx x x x x x cos sin cos sin =c x x x x ++cos ln cos sin 4,计算不定积分
.
解:由分部积分法
⎰
dx x
x ln =dx x x )2(ln '⋅⎰=dx x
x
x x ⎰
-2ln 2=c x x x +-4ln 2 定积分:定积分就是在前面学的不定积分上加上限和下限,
具体算法是先算出不定积分,然后上限(带入)减下限(带入)
例如:不定积分⎰xdx =
x 22
1
定积分
⎰20xdx =221
x 定积分不要c
考题综合举例:
1. x x x d )e 1(e 3
ln 02⎰+ 解 x x x d )e 1(e 3
ln 0
2⎰
+=⎰
++3ln 0
2)e d(1)e 1(x x = 3ln 0
3
)e 1(3
1
x +=
3
56
(凑微分) 2.
⎰+x x x
x d sin 3
解:原式
x x xdx dx x
xdx x cos ln 3sin 3
sin 3
-=+=+=⎰⎰⎰
3.
⎰+24d x x
x
解 ⎰+x x
x d 42=⎰++)d(4412122x x =c x ++)4ln(212
(凑微分) 4.x x x d 1
5
02
3
⎰+. 解: x x x d 15
02
3
⎰+=x x x x x d 1
5023
⎰+-+ =
x x x
x x d 1
d 5
025
⎰
⎰
+-
=502
502)1(ln 2
121+-x x
=21(25-ln26) 最后算限的时候,可以分开,也可以合拢
502502)1(ln 2121+-x x =5022)]1(ln 2
1
21[+-x x
5.x x x d 2cos 20
⎰π
解:x x x d 2cos 20
⎰π
=202sin 21π
x x -x x d 2sin 2120⎰π
=2
2cos 41π
x =21- (分部积分法)
6.
x x d )1ln(1
e 0
⎰
-+
解法一
x x x x x x x d 1)
1ln(d )1ln(1
e 0
1
e 0
1
e 0
⎰
⎰
---+-+=+ =x x d )1
1
1(1e 1e 0⎰-+---
=1
e 0)]1ln([1e -+---x x =e ln =1 注意1ln =e
解法二 令1+=x u ,则
u u u u u u u x x d 1ln d ln d )1ln(e 1e 1e 11
e 0
⎰⎰⎰
-==+-=11e e e e
1=+-=-u
7.
x x d e 11
1
0⎰+
解 x x
d e 11
1
0⎰+=x x x d e 1e 10⎰--+=⎰--+-10e 1de x x
分子分母同除 =1
0)e 1ln(x
-+-=1+ ln
e
12
+ 8.
⎰
e
xdx x 1
ln
解:
)(ln 21ln 2ln 1
2121
x d x x x xdx x e e
e
⎰⎰
-=
=
4
14212212+=-⎰e dx x e e 分部积分 9. 计算定积分
⎰
2π
d sin x x x .
解:由分部积分法得
⎰⎰
+-=2π0
2π0
2π0
d cos cos d sin x x x x x x x
2π0
sin 0x +=
1=
10.计算积分
⎰
20
2d sin π
x x x .
解:
⎰
⎰
=2
2220
2
d sin 21
d sin ππ
x x x x x x
20
2cos 2
1
π
x -
==2
1-
11.计算
x x
x
d e
2
1
21⎰
x x x
d e 2
1
2
1⎰
=2
1
21
12
1
1e e e )1(d e -=-=-⎰x x
x
12.计算
x x x d cos 22π0
⎰
.
解:由定积分的分部积分法得
x x x
x x x x d2sin sin 2d cos 22π0
2π0
2π0
⎰⎰
-=2π-=
(
20
cos x xdx π
⎰
与此题一样,x x x d cos 22π0
⎰=220
cos x xdx π
⎰)
13.计算
⎰
x
x x d e .
解:由不定积分的凑微分法得
⎰⎰
=)(d e 2d e x x
x x x c e
x
+=2
14.
⎰x x x
d e
21
解:⎰⎰⎰-=--=)1
d(e )d 1(e d e 1
21
21x x x
x x x x x
c x +-=1
e
15.
⎰+x x
x
d ln 11
解:
)d(ln ln 11d 1ln 11
d ln 11⎰⎰
⎰+=+=+x x x x x x x
x
=
=++⎰
)ln d(1ln 11x x
c x ++ln 12
16.
x x x d ln e 1
2⎰
解:
91
e 9291e 31d 131ln 31d ln 3e
133e 13e 1
3e
1
2
+=-=-=⎰⎰
x x x x x x x x x
17.
x x x d cos 2
⎰
π
解
x x x d cos 20
⎰
π
=-20sin π
x x =
+=
⎰
2020
cos 2
d sin π
π
π
x x x 2
π 18 .
x x x d 91
160
⎰-+
解
x x
x d 91
160
⎰
-+=x x x d )9(9116
0⎰++
=16
2
3
2
3
]32
)9(3
2[91x x +
+=12 19.x x x d )2sin (ln +⎰
.
解:x x x d )2sin (ln +⎰=⎰
⎰
+-)d(22sin 21
d ln x x x x x =C x x x +--2cos 2
1
)1(ln 20.
x x
x d ln 112e 0
⎰
+
解:
x x
x d ln 112
e 1
⎰
+=)ln d(1ln 112
e 1
x x
++⎰
=2e 1
ln 12x +=)13(2-
21.⎰
-x x x d )1sin(
解 ⎰-x x x d )1sin(= x cos(1-x ) -⎰-x x d )1cos(
= x cos(1-x ) + sin(1-x ) + c 22.
⎰
x x
x d sin
.
. . . 解 ⎰⎰⎰==x x x x x x x x
d sin 2d 21
sin 2d sin =c x +-cos 2
23.求
⎰+2ln 02)1(dx e e x x 解:319)1(31)1(3102ln )1(31)1()1()1(3032ln 32ln 022
ln 02=+-+=+=++=+⎰
⎰e e e e d e dx e e x x x x x 24.x xe x d 20⎰ 解:10
2202d d 22202020+=-=-==⎰⎰⎰e e e dx e xe e x x xe x x x x x 25.计算不定积分10(21)x dx +⎰
解:c x dx x x dx x ++='++=+⎰⎰111010
)12(22
1)12()12(21)12( 26.计算不定积分21ln e x dx x ⎰。
解:由分部积分法得
dx x x e
⎰12ln =dx x x x e e ⎰+-1211ln 1=e x e e
21111-=-- 注意:此资料过于形而上学,已经偏离数学意义,如以后再学数学,希望立足于概念,定理,分析方法,生成原理,运用于实际。