高等数学期末复习资料
数学期末复习提纲
复习提纲第一章:1、极限(夹逼准则)2、连续(学会用定义证明一个函数连续,判断间断点类型)第二章:1、导数(学会用定义证明一个函数是否可导)注:连续不一定可导,可导一定连续2、求导法则(背)3、求导公式也可以是微分公式第三章:1、微分中值定理(一定要熟悉并灵活运用--第一节)2、洛必达法则3、泰勒公式拉格朗日中值定理4、曲线凹凸性、极值(高中学过,不需要过多复习5、曲率公式曲率半径第四章、第五章:积分不定积分:1、两类换元法2、分部积分法(注意加 C )定积分:1、定义2、反常积分第六章:定积分的应用主要有几类:极坐标、求做功、求面积、求体积、求弧长第七章:向量问题不会有很难1、方向余弦2、向量积3、空间直线(两直线的夹角、线面夹角、求直线方程)3、空间平面4、空间旋转面(柱面)具体内容函数收敛比如函数的极限是a,那么我们可以叫他为函数收敛于 a 性质如果函数收敛那么极限唯一。
如果函数收敛它一定有界(有界是指函数定义域存在一个数使得函数值的绝对值大于等于这个数)。
绕口令:函数有界是函数收敛的必要条件(因为可能极限不存在)证明极限的方法1求函数极限的方法定义证明设|Xn|为一数列,如果存在常数a对于任意给定的正数ε(不论它多么小),总存在正整数N,使得当n>N时,|Xn - a|<ε 都成立,那么就称常数a是数列|Xn|的极限,或称数列|Xn|收敛于a。
记为lim Xn = a 或Xn→a(n→∞)2利用左右极限左右极限存在并相等。
3利用极限存在准则一、单调有界准则,如单调递增又有上界者,或者单调递减又有下界者。
二、夹逼准则,如能找到比目标数列或者函数大而有极限的数列或函数并且又能找到比目标数列或者函数小且有极限的数列或者函数,那么目标数列或者函数必定存在极限。
4利用两个重要极限1)x->0时,sinx/x=1 2)x->无穷时,(1+1/x)^x=e x趋近0的时候5极限的运算法则。
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定积分及其空间几何应用
§1.定积分的概念
一、曲边梯形的面积
由曲线、直线及围成的图形,称为曲边梯形。
分割、取近似、求和、取极限。
二、定积分的定义
,
其中叫做被积函数, 叫做被积表达式, 叫做积分变量, 叫做积分区间,叫做积分下、上限。
叫做积分和。
1.极限与分法和取法无关
2.。
3.。
4.。
三、定积分的几何意义
表示区间上轴上下方的曲边梯形面积之差.(上的曲边
梯形面积的代数和)
四、定积分存在定理
Th1设,则在上可积。
Th2设在上有界,且只有有限个间断点,则在上可积。
Th3(*)设在上单调有界,则在上可积。
§2.定积分的性质
P1:。
P2:, (为常数)。
P3(有限可加性):。
P4:。
P5: 设则。
推论1设, 则,。
推论2。
推论3设,但不恒为0, 则
,。
P6(估值不等式):设M及m分别是函数在区间上的最大值及最小值,则。
P7(定积分中值定理):设,则。
称为在区间上的平均值。
§3.微积分基本公式
一、引例
猜测
二、积分上限函数
设,则,于是在上可积.令,称为变上限积分
.变下限积分
变限积分
三、积分上限函数的导数
()(定积分中值定理)
.
Th1 设,则在上可导,且
.
推论
四、原函数存在定理
Th2 闭区间上的连续函数一定存在原函数.。
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x 1
tan x s)
2 x 1 2 x 1 2 x1 2 2 lim 1 2 x 1 2 x 1
x3 x 3 x 2 9 【求解示例】解:因为 x 3 ,从而可得 x 3 ,所以原 x 3 x 3 1 1 式 lim 2 lim lim x 3 x 9 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 6
【题型示例】求值 lim (其中 x 3 为函数 f x
1 第二个重要极限: lim1 e x x
(一般地, lim f x lim f x 0 )
g x
x
1.由 xn a 化简得 n g , 2.即对 0 , N g ,当 n N 时,始终 有不等式 xn a 成立, ∴ limxn a
e 2 x1 2 x 1 e1 e
第五节 函数的连续性 ○函数连续的定义
x x0 x x0
2 x2 lim
lim f x lim f x f x0
○间断点的分类
跳越间断点(不等) 第一类间断点(左右极 限存在) 可去间断点(相等) 第二类间断点 ) 无穷间断点(极限为 (特别地,可去间断点能在分式中约去相应公因式)
x2 a2 1
(或:过 y f x 图像上点 a, f a 处的切线与法线 方程) 【求解示例】 1. y f x , y |x a f a 2.切线方程: y f a f a x a 法线方程: y f a
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高等数学期末复习资料一、 单项选择题(15分,每小题3分)1、当∞→x 时,下列函数为无穷小量的是( ) (A )x Cosx x - (B )x Sinx(C )121-x (D )x x )11(+ 2.函数)(x f 在点0x 处连续是函数在该点可导的( ) (A )必要条件 (B )充分条件(C )充要条件 (D )既非充分也非必要条件 3.设)(x f 在),(b a 内单增,则)(x f 在),(b a 内( ) (A )无驻点 (B )无拐点 (C )无极值点 (D )0)(>'x f4.设)(x f 在][b a ,内连续,且0)()(<⋅b f a f ,则至少存在一点),(b a ∈ξ使( )成立。
(A )0=)(ξf (B )0=')(ξf(C )0='')(ξf (D ))()()()(a b f a f b f -⋅'=-ξ 5.广义积分)0(>⎰∞+a dxax p当( )时收敛。
(A )1>p (B)1<p (C)1≥p (D)1≤p二、填空题(15分,每小题3分)1、 若当0→x 时,22~11x ax --,则=a ;2、设由方程22a xy =所确定的隐函数)(x y y =,则=dy ;3、函数)0(82>+=x xx y 在区间 单减;在区间 单增;4、若x xe x f λ-=)(在2=x 处取得极值,则=λ ;5、若dx x f dx x xf a ⎰⎰=10102)()(,则=a ;三、计算下列极限。
(12分,每小题6分)1、xx xx )1(lim +∞→ 2、 200)1(lim xdte xt x ⎰-→四、求下列函数的导数(12分,每小题6分)1、241x y -=,求y ' 2、⎪⎩⎪⎨⎧-=+=tt y t x arctan )1ln(2 ,求22dx y d五、计算下列积分(18分,每小题6分)1、dx x xx ⎰+++21arctan 1 2、dx x x ⎰--223cos cos ππ3、设dt ttx f x ⎰=21sin )(,计算dx x xf ⎰10)(六、讨论函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤>-=2,22,cos 2)(ππππx x x x x x f 的连续性,若有间断点,指出其类型。
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《高等数学基础》课程期末考试复习资料册一、单项选择题1.设函数f(x)的定义域为,则函数f(x)+f(-x)的图形关于(C)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点2.函数在x=0处连续,则k=(C).A.1B.5D.03.下列等式中正确的是(C).4.若F(x)是4.f(x)的一个原函数,则下列等式成立的是(A).5.下列无穷限积分收敛的是(D).6.设函数f (x)的定义域为,则函数f(x)- f(-x)的图形关于( D)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点7.当时,下列变量中( A)是无穷大量.8.设f (x)在点x=1处可导,则 =(B).9.函数在区间(2,4)内满足(A).A.先单调下降再单调上升B.单调上升C.先单调上升再单调下降D.单调下降10.=(B).A.0B. ПC.2ПD. П/211.下列各函数对中,(B)中的两个函数相等.12.当,变量(C)是无穷小量.13.设f(x)在点x=0处可导,则=(A).14.若f(x)的一个原函数是,则=(D).15.下列无穷限积分收敛的是(C).16.设函数f(x)的定义域为,则函数的图形关于(A)对称.A.坐标原点B.x轴C.y轴D. y=x17.当时,变量(D)是无穷小量.18.设f(x)在x。
可导,则=(C).19.若则=(B).20. =(A).21.下列各函数对中,(B)中的两个函数相等.22.当k=(C)时,在点x=0处连续.A. -1B. 0c.1 D.223. 函数在区间(2,4)内满足(B).A. 先单调下降再单调上升B.单调上升C. 先单调上升再单调下降D.单调下降24 若,则= (D).A. sinx十CB. -sinx十cC. -cosx+cD. cosx 十C25. 下列无穷积分收敛的是(A).26.设函数f(x) 的定义域为,则函数f(x)- f(-x)的图形关于(D)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点27. 当x→0时,变量(C)是无穷小量.28. 函数在区间(-5,5) 内满足(B).A. 单调下降B.先单调下降再单调上升C先单调上升再单调下降 D.单调上升29. 下列等式成立的是(A).30.下列积分计算正确的是(D).31. 函数的定义域是(D).32.若函数,在x=0处连续,则k=(B).A .1 B.2C.-1D.33.下列函数中,在内是单调减少的函数是(A).34.若f(x) 的一个原函数是,则=(C).A. cosx +cB. - sinx十CC. sinx十CD. - cosx十C35. 下列无穷限积分收敛的是(C).36.下列各函数对中,(C)中的两个函数相等.37.37.在下列指定的变化过程中, (A)是无穷小量.38. 设f(x)在可导,则= (C).39. =(A).40. 下列无穷限积分收敛的是(C).41.下列函数中为奇函数的是(A).42. 当x→0时,变量(C)无穷小量.43.下列等式中正确的是(B).44 若f(x)的一个原函数是,则=(D).45.=(A).46.函数的图形关于(D)对称.A.y=xB.x轴c.y轴 D.坐标原点47. 在下列指定的变化过程中,(A)是元穷小量.48.函数在区间(-5,5)内满足(C).A. 先单调上升再单调下降B.单调下降C. 先单调下降再单调上升D.单调上升49. 若f(x) 的一个原函数是,则 = (B).50.下列无穷限积分收敛的是(B).二、填空题1.函数的定义域是(3,5) .2.已知,当时,f(x)为无穷小量.3.曲线f(x)=sinx在处的切线斜率是 -1 .4.函数的单调减少区间是 .5.= 0 .6.函数的定义域是(2,6) .7.函数的间断点是 x=0 .8.函数的单调减少区间是 .9.函数的驻点是 x= - 2 .10.无穷积分当时p >1 时是收敛的.11..若,则f(x)= .12.函数的间断点是 x=0 .13.已知,则= 0 .14.函数的单调减少区间是 .15.= .16.函数的定义域是 (-5,2) .17. .18.曲线在点(1,3)处的切线斜率是 2 .19.函数的单调增加区间是 .20.若则f(x)= .21.若则f(x)= .22 已知当时,f(x)为无穷小量.23. 曲线在(l ,2) 处的切线斜率是 .24. = .25 若,则= .26.函数的定义域.27. 函数的间断点是 x=0 .28. 曲线在x=2处的切线斜率是 .29. 函数的单调增加区间是 .30.= .31. 函数,则f(x)= .32. 函数的间断点是 x=3 .33. 已知则 = 0 .34. 函数的单调减少区间 .35. 若f(x) 的一个原函数为lnx,则 f(x) = .36. 若函数,则f(O)= -3 .37.若函数在x=O处连续,则k=e .38.曲线在(2,2)处的切线斜率是 .39.函数的单调增加区间是 .40.= .41. 函数的定义域是(-2,2) .42. 函数的间断点是 x=3 .43. 曲线在(0,2)处的切线斜是 1 .44. 函数的单调增加区间是 .45. 若,则f(x)= .46.函数的定义域是.47.若函数,在x=O处连续,则k= e .48. 已知f(x) =ln2x ,则= 0 .49. 函数的单调增加区间是 .50. ,则= .三、计算题1.计算极限.解:2..解:由导数四则运算法则和复合函数求导法则得3.计算不定积分.解:由换元积分法得4.计算定积分.解:由分部积分法得5.计算极限.解:6.设,求.解:由导数四则运算法则和复合函数求导法则得7.计算不定积分.解:由换元积分法得8.计算定积分.解:由分部积分法得9.计算极限解:10.设,求dy.解:由微分四则运算法则和一阶微分形式不变性得11.计算不定积分.解:由换元积分法得12.计算定积分.解:由分部积分法得13.计算极限.解:14.设,求. 解:15.计算不定积分·解:由换元积分法得16.计算定定积分. 解:由分部积分法得17.计算极限.解:18.设求dy. 解:19.计算不定积分.解:由换元积分法得20.计算定积分.解:由分部积分法得21.计算极限.22.设求 .解:由导数四则运算法则和导数基本公式得23.计算不定积分.解:由换元积分法得24.计算定积分.解:由分部积分法得25.计算极限.26.设,求.解: 由导数四则运算法则和复合函数求导法则得27.计算不定积分.解:由换元积分法得28.计算定积分.解:由分部积分法得29. 计算极限.30.设,求.解:由导数运算法则和导数基本公式得31.计算不定积分.解:由换元积分法得32. 计算定积分.解:由分部积分法得33. 计算极限.34设,求dy.解: 由微分运算法则和微分基本公式得35.计算不定积分.解:由换元积分法得36.计算定积分.解:由分部积分法得37. 计算极限38.设,求dy.解: 由微分运算法则和微分基本公式得39.计算不定积分.解:由换元积分法得40. 计算定积分.解:由分部积分法得四、应用题1.求曲线上的点,使其到点A(0,2)的距离最短.解:曲线上的点到点A(0,2)的距离公式为d与在同一点取到最大值,为计算方便求最大值点,将代人得求导得令得,并由此解出,即曲线上的点和点到点A(0,2)的距离最短。
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综合试卷一一. 单项选择题(每题3分,共30分)1.下列等式成立的是()2.设在点的某邻域内存在,且是的极大值,则=()3.下列各极限中能够用洛必达法则求出的是()4.设,则=1是的()A.可去间断点 B. 跳跃间断点 C.无穷间断点 D.连续点5.下列关系式正确的是( )6.下列广义积分收敛的是( )7.的待定特解形式为( )A.﹡=AsinB.﹡=AC. ﹡=﹡=8.平面的相关位置关系为( )A.相交且垂直B.相交不垂直C. 平行不重合D. 重合9.若发散,则( )10.设,则= …………..( )二.填空题(每题3分,共15分)1.2.3.的水平渐近线是,垂直渐近线是4.时,取得极值.5.平行于直线且与曲线相切的直线方程为.三.解答题(每题4分,共32分)1.设2.已知,求常数的值.3.4.5.6.7.8.求曲线与在点处的切线和Y轴所围图形的面积.四. 综合题(共23分)1. (8分)2.设产品的需求函数Q=125-5P (Q为需求量,P为价格),若生产该产品的固定成本为100(百元),多生产一个产品成本增加2(百元),且工厂自产自销,产销平衡.试问如何定价,才能使工厂获得最大利润?最大利润是多少? (8分)3.求曲线与在点(-1,0)和(1,0)处的法线所围成的平面图形的面积. (7分)综合试卷二一. 单项选择题(每题3分,共30分)1.下列等式成立的是()2.若直线与X轴平行且与曲线相切,则切点坐标为()3.设在上连续,,下面说法正确的是()A.I是的一个原函数 B.I是一个确定常数,且与积分变量记号无关C. I是的全体原函数D. I是一个确定常数,且与积分变量记号有关4.设()A. B. C. D.5.设为连续函数,则( )6.设,则点(1,2) ……( )7.要使直线落在平面上,则K=( )A. -2B. 2C.D. -8.若幂级数……( )9. 的待定特解形式为( )A.﹡=AB.﹡=(A+B)eC. ﹡=﹡=10.设(R>0),把表示为极坐标的二次积分是. ( )二.填空题(每题3分,共15分)1.= .2.若则3.4.则.5.以为通解的二阶线性常系数齐次微分方程为三.解答题(每题4分,共32分)1.确定常数,使在可导2.设,求.3.求4.计算5.6.7. (R>0)8.求方程的通解。
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《高等数学复习》教程第一讲函数、连续与极限一、理论要求1.函数概念与性质函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期)几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数)2.极限极限存在性与左右极限之间的关系夹逼定理和单调有界定理会用等价无穷小和罗必达法则求极限3.连续函数连续(左、右连续)与间断理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值)二、题型与解法A.极限的求法(1)用定义求(2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子)(3)变量替换法(4)两个重要极限法(5)用夹逼定理和单调有界定理求(6)等价无穷小量替换法(7)洛必达法则与Taylor级数法(8)其他(微积分性质,数列与级数的性质)1.612arctan lim )21ln(arctan lim3030-=-=+->->-xx x x x x x x (等价小量与洛必达) 2.已知2030)(6lim 0)(6sin limxx f x x xf x x x +=+>->-,求 解:20303')(6cos 6lim )(6sin limx xy x f x x x xf x x x ++=+>->- 72)0(''06)0(''32166'''''36cos 216lim6'''26sin 36lim 00=∴=+-=++-=++-=>->-y y xy y x x xy y x x x362722''lim 2'lim )(6lim0020====+>->->-y x y x x f x x x (洛必达)3.121)12(lim ->-+x xx x x (重要极限) 4.已知a 、b 为正常数,xx x x b a 30)2(lim +>-求 解:令]2ln )[ln(3ln ,)2(3-+=+=x x x x x b a xt b a t 2/300)()ln(23)ln ln (3limln lim ab t ab b b a a b a t xx x x x x =∴=++=>->-(变量替换) 5.)1ln(12)(cos lim x x x +>- 解:令)ln(cos )1ln(1ln ,)(cos 2)1ln(12x x t x t x +==+ 2/100212tan limln lim ->->-=∴-=-=e t x x t x x (变量替换)6.设)('x f 连续,0)0(',0)0(≠=f f ,求1)()(lim22=⎰⎰>-xx x dtt f xdtt f(洛必达与微积分性质)7.已知⎩⎨⎧=≠=-0,0,)ln(cos )(2x a x x x x f 在x=0连续,求a解:令2/1/)ln(cos lim 2-==>-x x a x (连续性的概念)三、补充习题(作业) 1.3cos 11lim-=---->-xx x e x x (洛必达)2.)1sin 1(lim 0xx ctgx x ->- (洛必达或Taylor ) 3.11lim 22=--->-⎰x xt x edte x (洛必达与微积分性质)第二讲 导数、微分及其应用一、理论要求 1.导数与微分导数与微分的概念、几何意义、物理意义会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导) 会求平面曲线的切线与法线方程2.微分中值定理 理解Roll 、Lagrange 、Cauchy 、Taylor 定理 会用定理证明相关问题3.应用会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图 会计算曲率(半径)二、题型与解法A.导数微分的计算 基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导1.⎩⎨⎧=+-==52arctan )(2te ty y t x x y y 由决定,求dx dy2.x y x y x x y y sin )ln()(32+=+=由决定,求1|0==x dxdy解:两边微分得x=0时y x y y ==cos ',将x=0代入等式得y=1 3.y x x y y xy+==2)(由决定,则dx dy x )12(ln |0-==B.曲线切法线问题4.求对数螺线)2/,2/πθρρπθe e (),在(==处切线的直角坐标方程。
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高等数学复习资料大全高等数学复习资料大全一、函数的极限1、函数极限的定义:当函数f(x)在x趋近于某一值时,函数值无限接近于某一确定的数值A,则称A为函数f(x)在x趋近于这一值时的极限。
2、函数极限的性质:(1)唯一性:若极限存在,则唯一。
(2)局部有界性:在极限附近的函数值有界。
(3)局部保号性:在极限附近,函数值的符号保持不变。
(4)归结原则:若在某一区间内,f(x)恒等于A,则A为f(x)在该区间内的极限。
3、极限的四则运算:设、存在,则、也存在,且、、、。
4、复合函数的极限:设、存在,且g(x)在u=a处连续,则、存在,且、。
5、无穷小与无穷大:(1)无穷小:若当x趋近于某一值时,函数f(x)的极限为0,则称f(x)为当x趋近于这一值时的无穷小。
(2)无穷大:若当x趋近于某一值时,函数f(x)的绝对值无限增大,则称f(x)为当x趋近于这一值时的无穷大。
6、两个重要极限:(1)sin x / x = 1 (x趋近于0);(2)(1+k)^ x / kx = e^k (k为常数且k趋近于0)。
二、导数与微分1、导数的定义:设y=f(x),若增量 / 趋于0时,之间的比值也趋于0,则称f(x)在处可导,称此比值为f(x)在处的导数。
2、导数的几何意义:函数在某一点处的导数就是曲线在该点处的切线的斜率。
3、微分的定义:设y=f(x),若函数的增量可以表示为,其中A不依赖于,则称在处可微分,为f(x)在处的微分。
4、导数与微分的关系:若函数在某一点处可导,则在该点处必可微分;反之,若函数在某一点处可微分,则在该点处不一定可导。
5、导数的计算方法:(1)四则运算导数公式;(2)复合函数的导数;(3)隐函数求导法;(4)对数求导法;(5)高阶导数。
三、不定积分1、不定积分的定义:设f(x)是一个函数,是一个常数,则对f(x)进行积分所得的结果称为f(x)的不定积分,记为或。
2、不定积分的性质:(1)线性性质:和都存在,且;(2)恒等性质:都存在,且。
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例14 求
(换元和分布积分法结合使用)
2 则 解 : 令 x t , x t , dx 2 t d t
当x 0时, t 0,当x 1时,t 1.
四、应用题 例14 求函数
间,凹凸区间.
的极值点,拐点,单调区
解
y x 2 2 x x( x 2), y 2 x 2 2( x 1).
2 4
y yd y y
y 2 2x
(8 , 4)
为简便计算, 选取 y 作积分变量,
o
y x4
(2 , 2)
x
18
x (t ) 空间光滑曲线 : y (t ) z (t ) 切向量 T ( (t0 ) , (t0 ) , (t0 ))
二、导数和偏导数
例6
解
y ln cos(e ), 求y及dy x x y ln cos(e ) y ln u, u cosv, v e .
x
1 dy dy du dv ( sin v ) e x u dx du dv dx
sin(e x ) x x x e e tan( e ). x cos(e )
2 2
x2
x 3 sin x
x
解
lim
x 0
0
2 f (u )du 1 f ( x ) 2x 1 0 0 lim ( ) lim 4 x 0 2 x0 4 x3 2 x 0
1 f (x2 ) 1 f ( x 2 ) f (0) f (0) 1 lim lim . 2 2 x 0 x 0 4 4 x 4 x 0 4
高等数学复习 一、极限
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《高等数学复习》教程第一讲 函数、连续与极限一、理论要求 1.函数概念与性质 函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期) 几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数) 2.极限极限存在性与左右极限之间的关系 夹逼定理和单调有界定理会用等价无穷小和罗必达法则求极限 3.连续函数连续(左、右连续)与间断理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值)二、题型与解法A.极限的求法 (1)用定义求(2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子) (3)变量替换法 (4)两个重要极限法(5)用夹逼定理和单调有界定理求 (6)等价无穷小量替换法(7)洛必达法则与Taylor 级数法(8)其他(微积分性质,数列与级数的性质) 1.612arctan lim )21ln(arctan lim3030-=-=+->->-xx x x x x x x (等价小量与洛必达) 2.已知2030)(6lim0)(6sin limx x f x x xf x x x +=+>->-,求 解:20303')(6cos 6lim )(6sin limx xy x f x x x xf x x x ++=+>->- 72)0(''06)0(''32166'''''36cos 216lim6'''26sin 36lim 00=∴=+-=++-=++-=>->-y y xy y x x xy y x x x362722''lim 2'lim )(6lim0020====+>->->-y x y x x f x x x (洛必达) 3.121)12(lim ->-+x xx x x (重要极限)4.已知a 、b 为正常数,xx x x b a 30)2(lim +>-求 解:令]2ln )[ln(3ln ,)2(3-+=+=x x x x x b a xt b a t 2/300)()ln(23)ln ln (3limln lim ab t ab b b a a b a t xx x x x x =∴=++=>->-(变量替换) 5.)1ln(12)(cos lim x x x +>-解:令)ln(cos )1ln(1ln ,)(cos 2)1ln(12x x t x t x +==+ 2/100212tan limln lim ->->-=∴-=-=e t x x t x x (变量替换)6.设)('x f 连续,0)0(',0)0(≠=f f ,求1)()(lim22=⎰⎰>-xx x dtt f xdtt f(洛必达与微积分性质)7.已知⎩⎨⎧=≠=-0,0,)ln(cos )(2x a x x x x f 在x=0连续,求a解:令2/1/)ln(cos lim 2-==>-x x a x (连续性的概念)三、补充习题(作业) 1.3cos 11lim-=---->-xx x e x x (洛必达)2.)1sin 1(lim 0xx ctgx x ->- (洛必达或Taylor ) 3.11lim 22=--->-⎰x xt x edte x (洛必达与微积分性质)第二讲 导数、微分及其应用一、理论要求1.导数与微分 导数与微分的概念、几何意义、物理意义会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导) 会求平面曲线的切线与法线方程2.微分中值定理 理解Roll 、Lagrange 、Cauchy 、Taylor 定理 会用定理证明相关问题3.应用 会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图 会计算曲率(半径)二、题型与解法A.导数微分的计算 基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导 1.⎩⎨⎧=+-==52arctan )(2te ty y t x x y y 由决定,求dx dy2.x y x y x x y y sin )ln()(32+=+=由决定,求1|0==x dxdy解:两边微分得x=0时y x y y ==cos ',将x=0代入等式得y=1 3.y x x y y xy+==2)(由决定,则dx dy x )12(ln |0-==B.曲线切法线问题 4.求对数螺线)2/,2/πθρρπθe e (),在(==处切线的直角坐标方程。
大一高数期末冲刺知识点
大一高数期末冲刺知识点高等数学是大一学生的必修课程之一,也是大多数理工科专业的基础课程。
期末考试是对学生在这门课上所学知识的全面检验,因此,为了取得好成绩,有必要进行冲刺复习。
下面将总结大一高数期末考试的核心知识点,以便帮助同学们有针对性地复习。
一、导数与微分1. 导数的定义与求法a. 导数的定义:导数表示函数在某一点上的变化率,可以通过导数来研究函数的增减性、极值和曲线的形状等。
b. 导数的求法:常用求导法则包括函数的基本求导法则、乘积、商的求导法则以及复合函数求导法则等。
2. 高阶导数a. 高阶导数的定义:高阶导数表示导数的导数,即导函数的导函数。
b. 高阶导数的求法:通过多次应用求导法则,可以求得高阶导数。
3. 隐函数求导a. 隐函数的定义:若函数y=f(x)在某一区间内满足方程F(x,y)=0,则方程F(x,y)=0所确定的函数y=f(x)称为隐函数。
b. 隐函数求导的方法:利用隐函数的导数公式,可以求得隐函数的导数。
4. 微分a. 微分的定义:函数y=f(x)在点x处的微分表示函数在该点附近的变化量,可以近似地描述函数在该点上的变化情况。
b. 微分的求法:使用微分公式,可以求得函数在某一点处的微分。
二、积分1. 不定积分a. 不定积分的定义:不定积分是反导数的概念,与导数相互逆运算,表示函数的原函数。
b. 不定积分的法则:常用的不定积分法则包括基本积分法、分部积分法、换元积分法等。
2. 定积分a. 定积分的定义:定积分是将函数在某一区间上的各点微小部分的变化量相加而得到一个区间上的整体变化量。
b. 定积分的计算方法:可以利用定积分的性质、基本积分法则以及数值积分法等来计算定积分。
3. 曲线与定积分a. 曲线下面积的计算:可利用定积分的概念计算曲线下的面积。
b. 与坐标轴围成的面积:通过分割区间,以及利用定积分的性质,可以计算曲线与坐标轴所围成的面积。
三、常微分方程1. 一阶线性常微分方程a. 一阶线性常微分方程的定义:一阶线性常微分方程是指形如dy/dx+p(x)y=q(x)的微分方程。
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高等数学第一章 函数与极限第一节 函数○函数基础(高中函数部分相关知识)(★★★) ○邻域(去心邻域)(★)(){},|U a x x a δδ=-<(){},|0U a x x a δδ=<-<第二节 数列的极限○数列极限的证明(★)【题型示例】已知数列{}n x ,证明{}lim n x x a →∞= 【证明示例】N -ε语言1.由n x a ε-<化简得()εg n >, ∴()N g ε=⎡⎤⎣⎦2.即对0>∀ε,()N g ε∃=⎡⎤⎣⎦,当N n >时,始终有不等式n x a ε-<成立, ∴{}a x n x =∞→lim第三节 函数的极限○0x x →时函数极限的证明(★) 【题型示例】已知函数()x f ,证明()A x f x x =→0lim【证明示例】δε-语言1.由()f x A ε-<化简得()00x x g ε<-<, ∴()εδg =2.即对0>∀ε,()εδg =∃,当00x x δ<-<时,始终有不等式()f x A ε-<成立, ∴()A x f x x =→0lim○∞→x 时函数极限的证明(★)【题型示例】已知函数()x f ,证明()A x f x =∞→lim【证明示例】X -ε语言1.由()f x A ε-<化简得()x g ε>, ∴()εg X =2.即对0>∀ε,()εg X =∃,当X x >时,始终有不等式()f x A ε-<成立, ∴()A x f x =∞→lim第四节 无穷小与无穷大○无穷小与无穷大的本质(★) 函数()x f 无穷小⇔()0lim =x f 函数()x f 无穷大⇔()∞=x f lim○无穷小与无穷大的相关定理与推论(★★)(定理三)假设()x f 为有界函数,()x g 为无穷小,则()()lim 0f x g x ⋅=⎡⎤⎣⎦(定理四)在自变量的某个变化过程中,若()x f 为无穷大,则()1f x -为无穷小;反之,若()x f 为无穷小,且()0f x ≠,则()x f1-为无穷大【题型示例】计算:()()0lim x x f x g x →⋅⎡⎤⎣⎦(或∞→x ) 1.∵()f x ≤M ∴函数()f x 在0x x =的任一去心邻域()δ,0x U内是有界的;(∵()f x ≤M ,∴函数()f x 在D x ∈上有界;) 2.()0lim 0=→x g x x 即函数()x g 是0x x →时的无穷小; (()0lim =∞→x g x 即函数()x g 是∞→x 时的无穷小;)3.由定理可知()()0lim 0x x f x g x →⋅=⎡⎤⎣⎦(()()lim 0x f x g x →∞⋅=⎡⎤⎣⎦)第五节 极限运算法则○极限的四则运算法则(★★) (定理一)加减法则 (定理二)乘除法则关于多项式()p x 、()x q 商式的极限运算设:()()⎪⎩⎪⎨⎧+⋯++=+⋯++=--nn n mm m b x b x b x q a x a x a x p 110110则有()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∞=∞→0lim 0b a x q x p x m n m n m n >=<()()()()000lim 00x x f x g x f x g x →⎧⎪⎪⎪=∞⎨⎪⎪⎪⎩()()()()()0000000,00g x g x f x g x f x ≠=≠== (特别地,当()()00lim 0x x f x g x →=(不定型)时,通常分子分母约去公因式即约去可去间断点便可求解出极限值,也可以用罗比达法则求解)【题型示例】求值233lim9x x x →--【求解示例】解:因为3→x ,从而可得3≠x ,所以原式()()23333311limlim lim 93336x x x x x x x x x →→→--====-+-+ 其中3x =为函数()239x f x x -=-的可去间断点倘若运用罗比达法则求解(详见第三章第二节):解:()()0233323311lim lim lim 9269x L x x x x x x x '→→→'--===-'- ○连续函数穿越定理(复合函数的极限求解)(★★) (定理五)若函数()x f 是定义域上的连续函数,那么,()()00lim lim x x x x f x f x ϕϕ→→⎡⎤=⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦ 【题型示例】求值:93lim 23--→x x x【求解示例】36x →===第六节 极限存在准则及两个重要极限○夹迫准则(P53)(★★★) 第一个重要极限:1sin lim 0=→xxx∵⎪⎭⎫⎝⎛∈∀2,0πx ,x x x tan sin <<∴1sin lim0=→x x x 0000lim11lim lim 1sin sin sin lim x x x x x x x x x x →→→→===⎛⎫⎪⎝⎭(特别地,000sin()lim1x x x x x x →-=-)○单调有界收敛准则(P57)(★★★)第二个重要极限:e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim(一般地,()()()()lim lim lim g x g x f x f x =⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,其中()0lim >x f )【题型示例】求值:11232lim +∞→⎪⎭⎫ ⎝⎛++x x x x【求解示例】()()211121212122121122122121lim21221232122lim lim lim 121212122lim 1lim 121212lim 121x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x +++→∞→∞+→∞⋅++++⋅⋅+++→∞+→∞++→∞+++⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+ ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥=+=+ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎢⎥=+⎪⎢⎥+⎝⎭⎣⎦解:()()12lim 1212121212122lim 121x x x x x x x x x ee e e+→∞⎡⎤⋅+⎢⎥+⎣⎦+→∞+→∞⎡⎤⋅+⎢⎥+⎣⎦+⎛⎫⎪+⎝⎭====第七节 无穷小量的阶(无穷小的比较) ○等价无穷小(★★)1.()~sin ~tan ~arcsin ~arctan ~ln(1)~1UU U U U U U e +- 2.U U cos 1~212-(乘除可替,加减不行)【题型示例】求值:()()xx x x x x 31ln 1ln lim 20++++→ 【求解示例】()()()()()()()3131lim 31lim 31ln 1lim 31ln 1ln lim,0,000020=++=+⋅+=++⋅+=++++=≠→→→→→x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 所以原式即解:因为第八节 函数的连续性○函数连续的定义(★)()()()000lim lim x x x x f x f x f x -+→→==○间断点的分类(P67)(★)⎩⎨⎧∞⋯⋯⎩⎨⎧)无穷间断点(极限为第二类间断点可去间断点(相等)跳越间断点(不等)限存在)第一类间断点(左右极(特别地,可去间断点能在分式中约去相应公因式)【题型示例】设函数()⎩⎨⎧+=x a e x f x 2 ,00≥<x x 应该怎样选择数a ,使得()x f 成为在R 上的连续函数?【求解示例】1.∵()()()2010000f e e e f a a f a --⋅++⎧===⎪⎪=+=⎨⎪=⎪⎩2.由连续函数定义()()()e f x f x f x x ===+-→→0lim lim 0∴e a =第九节 闭区间上连续函数的性质 ○零点定理(★)【题型示例】证明:方程()()f x g x C =+至少有一个根介于a 与b 之间 【证明示例】1.(建立辅助函数)函数()()()x f x g x C ϕ=--在闭区间[],a b 上连续;2.∵()()0a b ϕϕ⋅<(端点异号)3.∴由零点定理,在开区间()b a ,内至少有一点ξ,使得()0=ξϕ,即()()0fg C ξξ--=(10<<ξ) 4.这等式说明方程()()f x g x C =+在开区间()b a ,内至少有一个根ξ 第二章 导数与微分第一节 导数概念○高等数学中导数的定义及几何意义(P83)(★★)【题型示例】已知函数()⎩⎨⎧++=b ax e x f x1 ,00>≤x x 在0=x 处可导,求a ,b【求解示例】1.∵()()0010f e f a -+'⎧==⎪⎨'=⎪⎩,()()()00001120012f e e f b f e --+⎧=+=+=⎪⎪=⎨⎪=+=⎪⎩2.由函数可导定义()()()()()0010002f f a f f f b -+-+''===⎧⎪⎨====⎪⎩ ∴1,2a b ==【题型示例】求()x f y =在a x =处的切线与法线方程 (或:过()x f y =图像上点(),a f a ⎡⎤⎣⎦处的切线与法线方程) 【求解示例】1.()x f y '=',()a f y a x '='=| 2.切线方程:()()()y f a f a x a '-=- 法线方程:()()()1y f a x a f a -=--' 第二节 函数的和(差)、积与商的求导法则○函数和(差)、积与商的求导法则(★★★) 1.线性组合(定理一):()u v u v αβαβ'''±=+ 特别地,当1==βα时,有()u v u v '''±=± 2.函数积的求导法则(定理二):()uv u v uv '''=+3.函数商的求导法则(定理三):2u u v uv v v '''-⎛⎫= ⎪⎝⎭第三节 反函数和复合函数的求导法则○反函数的求导法则(★)【题型示例】求函数()x f1-的导数【求解示例】由题可得()x f 为直接函数,其在定于域D上单调、可导,且()0≠'x f ;∴()()11fx f x -'⎡⎤=⎣⎦' ○复合函数的求导法则(★★★)【题型示例】设(ln y e =,求y '【求解示例】(22arcsi y ex a e e e ''='⎛⎫' ⎪+=⎝⎛⎫⎪ =⎝⎭=解:⎛ ⎝第四节 高阶导数 ○()()()()1n n fx fx -'⎡⎤=⎣⎦(或()()11n n n n d y d y dx dx --'⎡⎤=⎢⎥⎣⎦)(★) 【题型示例】求函数()x y +=1ln 的n 阶导数 【求解示例】()1111y x x-'==++, ()()()12111y x x --'⎡⎤''=+=-⋅+⎣⎦, ()()()()()2311121y x x --'⎡⎤'''=-⋅+=-⋅-⋅+⎣⎦……()1(1)(1)(1)nn n y n x --=-⋅-⋅+!第五节 隐函数及参数方程型函数的导数 ○隐函数的求导(等式两边对x 求导)(★★★) 【题型示例】试求:方程ye x y +=所给定的曲线C :()x y y =在点()1,1e -的切线方程与法线方程【求解示例】由ye x y +=两边对x 求导即()y y x e '''=+化简得1yy e y ''=+⋅∴ee y -=-='11111 ∴切线方程:()e x ey +--=-1111法线方程:()()e x e y +---=-111○参数方程型函数的求导【题型示例】设参数方程()()⎩⎨⎧==t y t x γϕ,求22dx yd【求解示例】1.()()t t dx dy ϕγ''= 2.()22dy d y dx dxt ϕ'⎛⎫⎪⎝⎭=' 第六节 变化率问题举例及相关变化率(不作要求)第七节 函数的微分○基本初等函数微分公式与微分运算法则(★★★) ()dx x f dy ⋅'=第三章 中值定理与导数的应用第一节 中值定理 ○引理(费马引理)(★) ○罗尔定理(★★★) 【题型示例】现假设函数()f x 在[]0,π上连续,在()0,π 上可导,试证明:()0,ξπ∃∈, 使得()()cos sin 0ff ξξξξ'+=成立【证明示例】1.(建立辅助函数)令()()sin x f x x ϕ=显然函数()x ϕ在闭区间[]0,π上连续,在开区间()0,π上可导;2.又∵()()00sin00f ϕ==()()sin 0f ϕπππ== 即()()00ϕϕπ==3.∴由罗尔定理知()0,ξπ∃∈,使得()()cos sin 0f f ξξξξ'+=成立○拉格朗日中值定理(★)【题型示例】证明不等式:当1x >时,xe e x >⋅ 【证明示例】1.(建立辅助函数)令函数()x f x e =,则对1x ∀>,显然函数()f x 在闭区间[]1,x 上连续,在开区间()1,x 上可导,并且()x f x e '=;2.由拉格朗日中值定理可得,[]1,x ξ∃∈使得等式()11x e e x e ξ-=-成立,又∵1e e ξ>,∴()111x e e x e e x e ->-=⋅-,化简得x e e x >⋅,即证得:当1x >时,xe e x >⋅ 【题型示例】证明不等式:当0x >时,()ln 1x x +< 【证明示例】1.(建立辅助函数)令函数()()ln 1f x x =+,则对0x ∀>,函数()f x 在闭区间[]0,x 上连续,在开区间()0,π上可导,并且()11f x x'=+;2.由拉格朗日中值定理可得,[]0,x ξ∃∈使得等式()()()1ln 1ln 1001x x ξ+-+=-+成立,化简得()1ln 11x x ξ+=+,又∵[]0,x ξ∈, ∴()111f ξξ'=<+,∴()ln 11x x x +<⋅=, 即证得:当1x >时,xe e x >⋅第二节 罗比达法则○运用罗比达法则进行极限运算的基本步骤(★★) 1.☆等价无穷小的替换(以简化运算)2.判断极限不定型的所属类型及是否满足运用罗比达法则的三个前提条件 A .属于两大基本不定型(0,0∞∞)且满足条件,则进行运算:()()()()lim limx a x a f x f x g x g x →→'=' (再进行1、2步骤,反复直到结果得出)B .☆不属于两大基本不定型(转化为基本不定型) ⑴0⋅∞型(转乘为除,构造分式) 【题型示例】求值:0lim ln x x x α→⋅【求解示例】()10000201ln ln lim ln lim lim lim 111lim 0x x L x x x x x x x x x x x x x a ααααααα∞∞-'→→→→→'⋅===⋅'⎛⎫- ⎪⎝⎭=-=解: (一般地,()0lim ln 0x x x βα→⋅=,其中,R αβ∈)⑵∞-∞型(通分构造分式,观察分母) 【题型示例】求值:011lim sin x x x →⎛⎫-⎪⎝⎭【求解示例】200011sin sin lim lim lim sin sin x x x x x x x x x x x x →→→--⎛⎫⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪ ⎪⋅⎝⎭⎝⎭⎝⎭解:()()()()000002sin 1cos 1cos sin limlim lim lim 0222L x x L x x x x x x xx x x ''→→→→''---====='' ⑶00型(对数求极限法)【题型示例】求值:0lim xx x →【求解示例】()()0000lim ln ln 000002ln ,ln ln ln 1ln ln 0lim ln lim lim111lim lim 0lim lim 11x x x x x L x yy x x x x x y x y x x x xx xx y xx x x y e e e x→∞∞'→→→→→→→===='→=='⎛⎫ ⎪⎝⎭==-=====-解:设两边取对数得:对对数取时的极限:,从而有 ⑷1∞型(对数求极限法)【题型示例】求值:()10lim cos sin xx x x →+【求解示例】()()()()()1000000lim ln ln 10ln cos sin cos sin ,ln ,ln cos sin ln 0limln limln cos sin cos sin 10lim lim 1,cos sin 10lim =lim x xx x L x x yy x x x x y x x y xx x y x y xx x x x x x x y e e e e→→→'→→→→+=+=+→='+⎡⎤--⎣⎦====++'===解:令两边取对数得对求时的极限,从而可得⑸0∞型(对数求极限法) 【题型示例】求值:tan 01lim xx x →⎛⎫⎪⎝⎭【求解示例】()()tan 00200020*******,ln tan ln ,1ln 0lim ln lim tan ln 1ln ln lim limlim 1sec 1tan tan tan sin sin lim lim li xx x x L x x x L x y y x x x y x y x x x xx x x xx x x x x →→∞∞'→→→'→→⎛⎫⎛⎫==⋅ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫→=⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦'=-=-=-⎛⎫'⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭'==='解:令两边取对数得对求时的极限,00lim ln ln 002sin cos m 0,1lim =lim 1x x yy x x x xy e e e →→→→⋅====从而可得○运用罗比达法则进行极限运算的基本思路(★★)00001∞⎧⎪∞-∞−−→←−−⋅∞←−−⎨∞⎪∞⎩∞(1)(2)(3)⑴通分获得分式(通常伴有等价无穷小的替换)⑵取倒数获得分式(将乘积形式转化为分式形式) ⑶取对数获得乘积式(通过对数运算将指数提前)第三节 泰勒中值定理(不作要求) 第四节 函数的单调性和曲线的凹凸性 ○连续函数单调性(单调区间)(★★★) 【题型示例】试确定函数()3229123f x x x x =-+-的单调区间 【求解示例】1.∵函数()f x 在其定义域R 上连续,且可导∴()261812f x x x '=-+2.令()()()6120f x x x '=--=,解得:121,2x x ==4.∴函数f x 的单调递增区间为,1,2,-∞+∞; 单调递减区间为()1,2【题型示例】证明:当0x >时,1xe x >+ 【证明示例】1.(构建辅助函数)设()1x x e x ϕ=--,(0x >)2.()10xx e ϕ'=->,(0x >)∴()()00x ϕϕ>=3.既证:当0x >时,1xe x >+【题型示例】证明:当0x >时,()ln 1x x +<【证明示例】1.(构建辅助函数)设()()ln 1x x x ϕ=+-,(0x >)2.()1101x xϕ'=-<+,(0x >) ∴()()00x ϕϕ<=3.既证:当0x >时,()ln 1x x +<○连续函数凹凸性(★★★)【题型示例】试讨论函数2313y x x =+-的单调性、极值、凹凸性及拐点【证明示例】1.()()236326661y x x x x y x x '⎧=-+=--⎪⎨''=-+=--⎪⎩ 2.令()()320610y x x y x '=--=⎧⎪⎨''=--=⎪⎩解得:120,21x x x ==⎧⎨=⎩3.(四行表)x(,0)-∞ 0(0,1) 1(1,2) 2(2,)+∞y '-++- y '' ++--y1 (1,3) 5 4.⑴函数13y x x =+-单调递增区间为(0,1),(1,2)单调递增区间为(,0)-∞,(2,)+∞;⑵函数2313y x x =+-的极小值在0x =时取到,为()01f =,极大值在2x =时取到,为()25f =;⑶函数2313y x x =+-在区间(,0)-∞,(0,1)上凹,在区间(1,2),(2,)+∞上凸;⑷函数2313y x x =+-的拐点坐标为()1,3第五节 函数的极值和最大、最小值○函数的极值与最值的关系(★★★)⑴设函数()f x 的定义域为D ,如果M x ∃的某个邻域()M U x D ⊂,使得对()M x U x ∀∈,都适合不等式()()M f x f x <,我们则称函数()f x 在点(),M M x f x ⎡⎤⎣⎦处有极大值()M f x ;令{}123,,,...,M M M M Mn x x x x x ∈则函数()f x 在闭区间[],a b 上的最大值M 满足:()(){}123max ,,,,...,,M M M Mn M f a x x x x f b =;⑵设函数()f x 的定义域为D ,如果m x ∃的某个邻域()m U x D ⊂,使得对()m x U x ∀∈,都适合不等式()()m f x f x >,我们则称函数()f x 在点(),m m x f x ⎡⎤⎣⎦处有极小值()m f x ;令{}123,,,...,m m m m mn x x x x x ∈则函数()f x 在闭区间[],ab 上的最小值m 满足:()(){}123min ,,,,...,,m m m mn m f a x x x x f b =;【题型示例】求函数()33f x x x =-在[]1,3-上的最值 【求解示例】1.∵函数()f x 在其定义域[]1,3-上连续,且可导 ∴()233f x x '=-+2.令()()()3110f x x x '=--+=, 解得:121,1x x =-= .(三行表)x1- ()1,1-1 (]1,3()f x ' 0+-()f x极小值极大值4.又∵12,12,318f f f -=-==- ∴()()()()max min 12,318f x f f x f ====- 第六节 函数图形的描绘(不作要求) 第七节 曲率(不作要求)第八节 方程的近似解(不作要求) 第四章 不定积分第一节 不定积分的概念与性质 ○原函数与不定积分的概念(★★) ⑴原函数的概念:假设在定义区间I 上,可导函数()F x 的导函数为()F x ',即当自变量x I ∈时,有()()F x f x '=或()()dF x f x dx =⋅成立,则称()F x 为()f x 的一个原函数⑵原函数存在定理:(★★)如果函数()f x 在定义区间I 上连续,则在I 上必存在可导函数()F x 使得()()F x f x '=,也就是说:连续函数一定存在原函数(可导必连续) ⑶不定积分的概念(★★)在定义区间I 上,函数()f x 的带有任意常数项C 的原函数称为()f x 在定义区间I 上的不定积分,即表示为:()()f x dx F x C =+⎰(⎰称为积分号,()f x 称为被积函数,()f x dx 称为积分表达式,x 则称为积分变量)○基本积分表(★★★)○不定积分的线性性质(分项积分公式)(★★★)()()()()1212k f x k g x dx k f x dx k g x dx +=+⎡⎤⎣⎦⎰⎰⎰ 第二节 换元积分法○第一类换元法(凑微分)(★★★) (()dx x f dy ⋅'=的逆向应用)()()()()f x x dx f x d x ϕϕϕϕ'⋅=⋅⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎰⎰【题型示例】求221dx a x +⎰【求解示例】222211111arctan 11x x dx dx d Ca x a a aa x x a a ⎛⎫===+ ⎪+⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰解:【题型示例】求【求解示例】()()121212x x C=+=+=○第二类换元法(去根式)(★★)(()dx x f dy ⋅'=的正向应用)⑴对于一次根式(0,a b R ≠∈):t =,于是2t b x a-=,则原式可化为t⑵对于根号下平方和的形式(0a >):tan x a t =(22t ππ-<<),于是arctan xt a=,则原式可化为sec a t ;⑶对于根号下平方差的形式(0a >):asin x a t =(22t ππ-<<),于是arcsin xt a=,则原式可化为cos a t ;bsec x a t =(02t π<<),于是arccos at x =,则原式可化为tan a t ;【题型示例】求(一次根式) 【求解示例】2221t x t dx tdttdt dt t C Ct =-=⋅==+=⎰⎰【题型示例】求(三角换元)【求解示例】()()2sin ()2222arcsincos 22cos 1cos 221sin 2sin cos 222x a t t xt adx a ta a tdt t dta a t t C t t t C ππ=-<<==−−−−−−→=+⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭⎰⎰第三节 分部积分法 ○分部积分法(★★)⑴设函数()u f x =,()v g x =具有连续导数,则其分部积分公式可表示为:udv uv vdu =-⎰⎰⑵分部积分法函数排序次序:“反、对、幂、三、指” ○运用分部积分法计算不定积分的基本步骤: ⑴遵照分部积分法函数排序次序对被积函数排序; ⑵就近凑微分:(v dx dv '⋅=) ⑶使用分部积分公式:udv uv vdu =-⎰⎰⑷展开尾项vdu v u dx '=⋅⎰⎰,判断a .若v u dx '⋅⎰是容易求解的不定积分,则直接计算出答案(容易表示使用基本积分表、换元法与有理函数积分可以轻易求解出结果); b .若v u dx '⋅⎰依旧是相当复杂,无法通过a 中方法求解的不定积分,则重复⑵、⑶,直至出现容易求解的不定积分;若重复过程中出现循环,则联立方程求解,但是最后要注意添上常数C【题型示例】求2x e x dx ⋅⎰【求解示例】()()222222222222222x x x x x x x x x x x x x x x e x dx x e dx x de x e e d x x e x e dx x e x d e x e xe e dx x e xe e C⋅===-=-⋅=-⋅=-+=-++⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰解:【题型示例】求sin x e xdx ⋅⎰【求解示例】()()()()sin cos cos cos cos cos cos sin cos sin sin cos sin sin x x x xx x x x x x x x x x e xdx e d x e x xd ee x e xdx e x e d x e x e x xd e e x e x e xdx⋅=-=-+=-+=-+=-+-=-+-⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰解:()sin cos sin sin x x x x e xdx e x e x xd e ⋅=-+-⎰⎰即:∴()1sin sin cos 2xxe xdx e x x C ⋅=-+⎰第四节 有理函数的不定积分 ○有理函数(★)设:()()()()101101m m mn n nP x p x a x a x a Q x q x b x b x b --=++⋯+==++⋯+ 对于有理函数()()P x Q x ,当()P x 的次数小于()Q x 的次数时,有理函数()()P x Q x 是真分式;当()P x 的次数大于()Q x 的次数时,有理函数()()P x Q x 是假分式○有理函数(真分式)不定积分的求解思路(★)⑴将有理函数()()P x Q x 的分母()Q x 分拆成两个没有公因式的多项式的乘积:其中一个多项式可以表示为一次因式()kx a -;而另一个多项式可以表示为二次质因式()2lx px q ++,(240p q -<);即:()()()12Q x Q x Q x =⋅一般地:n mx n m x m ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,则参数n a m =-22b c ax bx c a x x a a ⎛⎫++=++ ⎪⎝⎭则参数,b cp q a a ==⑵则设有理函数()()P x Q x 的分拆和式为:()()()()()()122k lP x P x P x Q x x a x px q =+-++其中()()()()1122...k kkP x A A A x a x a x a x a =+++----()()()()2112222222...ll llP x M x N M x N x px q x px q x px q M x N x px q ++=++++++++++++参数121212,,...,,,,...,l k lM M M A A A N N N ⎧⎧⎧⎨⎨⎨⎩⎩⎩由待定系数法(比较法)求出⑶得到分拆式后分项积分即可求解【题型示例】求21x dx x +⎰(构造法) 【求解示例】()()()221111111111ln 112x x x x dx dx x dx x x x xdx dx dx x x x Cx +-++⎛⎫==-+ ⎪+++⎝⎭=-+=-++++⎰⎰⎰⎰⎰⎰第五节 积分表的使用(不作要求)第五章 定积分极其应用第一节 定积分的概念与性质 ○定积分的定义(★)()()01lim nbiiai f x dx f x I λξ→==∆=∑⎰(()f x 称为被积函数,()f x dx 称为被积表达式,x则称为积分变量,a 称为积分下限,b 称为积分上限,[],a b 称为积分区间)○定积分的性质(★★★)⑴()()b baaf x dx f u du =⎰⎰ ⑵()0a af x dx =⎰ ⑶()()b ba akf x dx k f x dx =⎡⎤⎣⎦⎰⎰⑷(线性性质)()()()()1212b b ba a a k f x k g x dx k f x dx k g x dx +=+⎡⎤⎣⎦⎰⎰⎰ ⑸(积分区间的可加性)()()()bc baacf x dx f x dx f x dx =+⎰⎰⎰⑹若函数()f x 在积分区间[],a b 上满足()0f x >,则()0baf x dx >⎰;(推论一)若函数()f x 、函数()g x 在积分区间[],a b 上满足()()f x g x ≤,则()()b baaf x dxg x dx ≤⎰⎰;(推论二)()()b baaf x dx f x dx ≤⎰⎰○积分中值定理(不作要求) 第二节 微积分基本公式○牛顿-莱布尼兹公式(★★★)(定理三)若果函数()F x 是连续函数()f x 在区间[],a b 上的一个原函数,则()()()baf x dx F b F a =-⎰○变限积分的导数公式(★★★)(上上导―下下导)()()()()()()()x x d f t dt f x x f x x dxϕψϕϕψψ''=-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎰ 【题型示例】求21cos 2limt xx e dt x -→⎰【求解示例】()2211cos cos 2002lim lim 解:t t x x x L x d e dt e dt dx x x--'→→='⎰⎰()()()()2222221cos cos000cos 0cos cos 0cos 010sin sin limlim 22sin lim 2cos sin 2sin cos lim21lim sin cos 2sin cos 21122xxx x xL x xxx x x e ex x e xxdx e dx x x ex ex xe x x x x e e---→→-'→--→-→-⋅-⋅-⋅==⋅='⋅+⋅⋅=⎡⎤=+⋅⎣⎦=⋅=第三节 定积分的换元法及分部积分法 ○定积分的换元法(★★★) ⑴(第一换元法)()()()()b ba a f x x dx f x d x ϕϕϕϕ'⋅=⋅⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎰⎰ 【题型示例】求20121dx x +⎰【求解示例】()[]222000111121ln 212122121ln 5ln 5ln122解:dx d x x x x =+=⎡+⎤⎣⎦++=-=⎰⎰ ⑵(第二换元法)设函数()[],f x C a b ∈,函数()x t ϕ=满足: a .,αβ∃,使得()(),a b ϕαϕβ==;b .在区间[],αβ或[],βα上,()(),f t t ϕϕ'⎡⎤⎣⎦连续 则:()()()baf x dx f t t dt βαϕϕ'=⎡⎤⎣⎦⎰⎰。
高数复习资料
高等数学期末复习资料第 1 页(共9 页)高等数学第一章函数与极限函数与极限函数与极限函数与极限第一节函数○函数基础(高中部分相关知识)(★)○邻域(去心邻域)(★)....,|Uaxxa.........,|0Uaxxa......第二节数列的极限数列的极限数列的极限数列的极限○数列极限的证明(★)【题型示例】已知数列..nx,证明..limnxxa...【证明示例】N..语言1.由nxa...化简得...gn.,∴..Ng......2.即对0...,..Ng.......,当Nn.时,始终有不等式nxa...成立,∴..axnx (i)第三节函数的极限函数的极限函数的极限函数的极限○0xx.时函数极限的证明(★)【题型示例】已知函数..xf,证明..Axfxx..0lim【证明示例】...语言1.由..fxA...化简得..00xxg....,∴....g.2.即对.. . 0 ,....g..,当00xx....时,始终有不等式..fxA...成立,∴ f .x. Ax x.. 0lim○..x时函数极限的证明(★)【题型示例】已知函数 f .x. ,证明..Axfx (i)【证明示例】X..语言1.由..fxA...化简得..xg..,∴ (X)2.即对.. . 0 ,...gX..,当Xx.时,始终有不等式..fxA...成立,∴..Axfx (i)第四节无穷小与大无穷小与大无穷小与大无穷小与大无穷小与大○无穷小与大的本质(★)函数..xf无穷小...0lim.xf函数..xf无穷大.....xflim○无穷小与大的相关定理推论(★)(定理三)假设 f .x. 为有界函数,..xg为无穷小,则....lim0fxgx......(定理四)在自变量的某个化过程中,若在自变量的某个化过程中,若..xf为无穷大,则无穷大,则无穷大,则..1fx.为无穷小;反之,若为无穷小;反之,若为无穷小;反之,若为无穷小;反之,若为无穷小;反之,若为无穷小;反之,若..xf为无穷小,且..0fx.,则..xf1.为无穷大【题型示例】计算:....0limxxfxgx......(或..x)1.∵..fx≤M∴函数..fx在0xx.的任一去心邻域...,0xU.内是有界的;(∵..fx≤M ,∴函数..fx在Dx.上有界;)2...0lim0..xgxx即函数..xg是0xx.时的无穷小;(..0lim...xgx即函数g.x. 是x . . 时的无穷小;)3.由定理可知....0lim0xxfxgx.......(....lim0xfxgx........)第五节极限运算法则极限运算法则极限运算法则极限运算法则极限运算法则○极限的四则运算法(★)(定理一)加减法则(定理二)乘除法则关于多项式..px、..xq商式的极限运算设:.....................nnnmmmbxbxbxqaxaxaxp110110则有...............0lim00baxqxpxmnmnmn...........000lim00xxfxgxfxgx......................0000000,00gxgxfxgxfx.....(特别地,当....00lim0xxfxgx..(不定型)时,通常分子分母约去公因式约去公因式约去公因式即约去可间断点便即约去可间断点便即约去可间断点便即约去可间断点便即约去可间断点便即约去可间断点便可求解出极可求解出极可求解出极限值,也可以用罗比达法则求解)【题型示例】求值233lim9xxx...高等数学期末复习资料第 2 页(共9 页)【求解示例】解:因为3.x,从而可得3.x,所以原式....23333311limlimlim93336xxxxxxxxx.............其中3x.为函数..239xfxx...的可去间断点倘若运用罗比达法则求解(详见第三章二节):解:....00233323311limlimlim9269xLxxxxxxx.............○连续函数穿越定理(复合函数的极限求解)(★)(定理五)若函数..xf是定义域上的连续函数,那么,....00limlimxxxxfxfx...............【题型示例】求值:93lim23 (xxx)【求解示例】22333316limlim9966xxxxxx.........第六节极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要极限存在准则及两个重要○夹迫准则(P53P53)(★)第一个重要极限:1sinlim0..xxx∵........2,0.x,xxxtansin..∴ 1sinlim.. xxx0000lim11limlim1sinsinsinlimxxxxxxxxxx.............(特别地,000sin()lim1xxxxxx....)○单调有界收敛准则(P57P57)(★)第二个重要极限:exxx..........11lim(一般地,(一般地,(一般地,(一般地,........limlimlimgxgxfxfx.........,其中..0lim.xf)【题型示例】求值:11232lim (xxxx)【求解示例】....211121212122121122122121lim21221232122limlimlim121212122lim1lim121212lim121xxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx...................................................................................................解:....12lim1212121212122lim121xxxxxxxxxeeee.......................................第七节无穷小量的阶(无穷小量的阶(无穷小量的阶(无穷小量的阶(无穷小量的阶(无穷小的比较无穷小的比较无穷小的比较)○等价无穷小(★)1...~sin~tan~arcsin~arctan~ln(1)~1UUUUUUUe..2.UUcos1~212.(乘除可替,加减不行)【题型示例】求值:....xxxxxx31ln1lnlim20.....【求解示例】..............3131lim31lim31ln1lim31ln1lnlim,0,000020........................xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx所以原式即解:因为第八节函数的连续性函数的连续性函数的连续性函数的连续性函数的连续性○函数连续的定义(★)......000limlimxxxxfxfxfx......○间断点的分类(P67P67)(★).........)无穷间断点(极限为第二类间断点可去间断点(相等)跳越间断点(不等)限存在)第一类间断点(左右极(特别地,可去间断点能在分式中约去相应公因式)【题型示例】设函数.......xaexfx2,00..xx应该怎样选择数a,使得..xf成为在R上的连续函数?【求解示例】1.∵......2010000feeefaafa...................2.由连续函数定义......efxfxfxx.......0limlim00∴ea.高等数学期末复习资料第 3 页(共9 页)第九节闭区间上连续函数的性质区间上连续函数的性质区间上连续函数的性质区间上连续函数的性质区间上连续函数的性质区间上连续函数的性质○零点定理(★)【题型示例】证明:方程】证明:方程】证明:方程】证明:方程....fxgxC..至少有一个根介于a与b之间【证明示例】1.(建立辅助函数)(建立辅助函数)(建立辅助函数)(建立辅助函数)(建立辅助函数)(建立辅助函数)......xfxgxC....在闭区间..,ab上连续;2.∵....0ab....(端点异号)3.∴由零点定理,在开区间∴由零点定理,在开区间∴由零点定理,在开区间∴由零点定理,在开区间∴由零点定理,在开区间∴由零点定理,在开区间..ba,内至少有一点.,使得..0...,即....0fgC.....(10...)4.这等式说明方程这等式说明方程这等式说明方程这等式说明方程....fxgxC..在开区间在开区间.a,b.内至少有一个根.第二章导数与微分导数与微分导数与微分导数与微分第一节导数概念○高等数学中导的定义及几何意(P83P83)(★)【题型示例】已知函数】已知函数】已知函数........baxexfx1,00..xx在0.x处可导,求a,b【求解示例】1.∵....0010fefa............,......00001120012feefbfe...................2.由函数可导定义..........0010002ffafffb..................∴1,2ab..【题型示例】求..xfy.在ax.处的切线与法方程(或:过(或:过(或:过..xfy.图像上点..,afa....处的切线与法处的切线与法处的切线与法处的切线与法方程)【求解示例】1...xfy...,..afyax....|2.切线方程:......yfafaxa....法线方程:......1yfaxafa.....第二节函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则函数的和(差)、积与商求导法则○函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则函数和(差)、积与商的求导法则★)1.线性组合(定理一):线性组合(定理一):()uvuv..........特别地,当1....时,有()uvuv......2.函数积的求导法则(定理二):函数积的求导法则(定理二):()uvuvuv.....3.函数商的求导法则(定理三):函数商的求导法则(定理三):2uuvuvvv...........第三节反函数和复合函数的求导法则复合函数的求导法则复合函数的求导法则复合函数的求导法则复合函数的求导法则○反函数的求导法则(★)【题型示例】求函数..xf1.的导数【求解示例】由题可得【求解示例】由题可得【求解示例】由题可得【求解示例】由题可得【求解示例】由题可得..xf为直接函数,其在定于域为直接函数,其在定于域为直接函数,其在定于域为直接函数,其在定于域为直接函数,其在定于域为直接函数,其在定于域D上单调、可导,且..0..xf;∴....11fxfx........○复合函数的求导法则(★)【题型示例】设..2arcsin122lnxyexa....,求y.【求解示例】................2222222arcsin122arcsin122222arcsin1222arcsin1222arcsin1222arcsin122arcsiarcsin12 211121*********xxxxxxxyexaexaxxaexaxexaxxxexxaeaeexa.......................................................... .......解:2n1222212xxxxxxa.............第四节高阶导数○........1nnfxfx.......(或....11nnnndydydxdx..........)(★)【题型示例】求函数..xy..1ln的n阶导数【求解示例】..1111yxx......,......12111yxx...............,..........2311121yxx....................……..1(1)(1)(1)nnnynx........!第五节隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导隐函数及参方程型的导○隐函数的求导(等式两边对x求导)(★)【题型示例】试求:方程】试求:方程】试求:方程】试求:方程yexy..所给定的曲线所给定的曲线所给定的曲线所给定的曲线C:..xyy.在点..1,1e.的切线方程与法【求解示例】由y y . x . e 两边对x 求导即..yyxe.....化简得1yyey.....∴eey (11111)高等数学期末复习资料第 4 页(共9 页)∴切线方程:..exey (1111)法线方程:....exey (111)○参数方程型函数的求导【题型示例】设参数方程.........tytx..,求22dxyd【求解示例】1.....ttdxdy.....2...22dydydxdxt..........第六节变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变化率问题举例及相关变(不作要求)第七节函数的微分函数的微分函数的微分函数的微分○基本初等函数微分公式与运算法则(★★★)..dxxfdy...第三章中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用中值定理与导数的应用第一节中值定理○引理(费马)(○引理(费马)(★)○罗尔定理(★)【题型示例】现假设函数..fx在..0,.上连续,在上连续,在上连续,在..0,.上可导,试证明:..0,....,使得....cossin0ff.......成立【证明示例】1.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令....sinxfxx..显然函数..x.在闭区间.0,. .上连续,在开区间开区间.0,. . 上可导;2.又∵....00sin00f.......sin0f......即....00.....3.∴由罗尔定理知....0,..,使得,使得. .c . . ossin0 f. f ... . . . 成立○拉格朗日中值定理(★)【题型示例】证明不等式:当1x.时,xeex..【证明示例】1.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令函数..xfxe.,则对1x..,显然函数..fx在闭区间..1,x上连续,在开区间..1,x上可导,并且..xfxe..;2.由拉格朗日中值定理可得,..1,x...使得等式..11xeexe....成立,又∵1ee..,∴..111xeexeexe......,化简得xeex..,即证得:当x .1时,x e ex . .【题型示例】证明不等式:当0x.时,..ln1xx..【证明示例】1.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令.(建立辅助函数)令....ln1fxx..,则对0x..,函数,函数 f .x. 在闭区间..0,x上连续,在开区上连续,在开区上连续,在开区上连续,在开区间.0,. . 上可导,并且..11fxx...;2.由拉格朗日中值定理可得,由拉格朗日中值定理可得,..0,x...使得等式......1ln1ln1001xx.......成立,化简得..1ln11xx....,又∵..0,x..,∴..111f......,∴..ln11xxx....,即证得:当x .1时,x e ex . .第二节罗比达法则罗比达法则罗比达法则罗比达法则○运用罗比达法则进行极限算的基本步骤(★)1.☆等价无穷小的替换(以简化运算)2.判断极限不定型的所属类及是否满足运用罗比及是否满足运用罗比及是否满足运用罗比及是否满足运用罗比及是否满足运用罗比达法则的三个前提条件A.属于两大基本不定型(0,0..)且满足条件,则进行运算:........limlimxaxafxfxgxgx.....(再进行1、2步骤,反复直到结果得出)B.☆不属于两大基本定型(转化为基本不定型)⑴0..型(转乘为除,构造分式)【题型示例】求值:0limlnxxx...【求解示例】..10000201lnlnlimlnlimlimlim111lim0xxLxxxxxxxxxxxxxa.................................解:(一般地,..0limln0xxx.....,其中,R...)⑵...型(通分构造式,观察母)【题型示例】求值:011limsinxxx........【求解示例】200011sinsinlimlimlimsinsinxxxxxxxxxxxx...........................解:........000000002sin1cos1cossinlimlimlimlim0222LxxLxxxxxxxxxx..................高等数学期末复习资料第 5 页(共9 页)⑶00型(对数求极限法)【题型示例】求值:0limxxx.【求解示例】....0000limlnln000002ln,lnlnln1lnln0limlnlimlim111limlim0limlim11xxxxxLxyyxxxxxyxyxxxxxx xyxxxxyeeex...................................解:设两边取对数得:对对数取时的极限:,从而有⑷1.型(对数求极限法)【题型示例】求值:..10limcossinxxxx..【求解示例】..........01000000limlnln100lncossincossin,ln,lncossinln0limlnlimlncossincossin10limlim1,cossin1 0lim=limxxxxLxxyyxxxxyxxyxxxyxyxxxxxxxxyeeee.................................解:令两边取对数得对求时的极限,从而可得⑸0.型(对数求极限法)【题型示例】求值:tan01limxxx.......【求解示例】....tan002000202200011,lntanln,1ln0limlnlimtanln1lnlnlimlimlim1sec1tantantansinsinlimlimlixxx xLxxxLxyyxxxyxyxxxxxxxxxxxxx...................................................................解:令两边取对数得对求时的极限,00limlnln0002sincosm0,1lim=lim1xxyyxxxxyeee.........从而可得○运用罗比达法则进行极限算的基本思路(★)0000001.......................(1)(2)(3)⑴通分获得分式(通常伴有等价无穷小的替换)⑵取倒数获得分式(将乘积形式转化为分)⑶取对数获得乘积式(通过对数运算将指提前)第三节泰勒中值定理泰勒中值定理泰勒中值定理泰勒中值定理泰勒中值定理(不作要求)(不作要求)(不作要求)(不作要求)第四节函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸函数的单调性和曲线凹凸○连续函数单调性(单调区间)(★)【题型示例】试确定函数】试确定函数】试确定函数】试确定函数..3229123fxxxx....的单调区间【求解示例】1.∵函数..fx在其定义域R上连续,且可导∴..261812fxxx....2.令......6120fxxx.....,解得:,解得:,解得:121,2xx..3.(三行表).(三行表).(三行表).(三行表)x..,1..1..1,22..2,....fx......fx极大值极小值4.∴函数 f .x. 的单调递增区间为....,1,2,....;单调递减区间为..1,2【题型示例】证明:当0x.时,1xex..【证明示例】1.(构建辅助函数).(构建辅助函数).(构建辅助函数).(构建辅助函数).(构建辅助函数)设..1xxex....,(0x.)2...10xxe.....,(x . 0 )∴....00x....3.既证:当x . 0 时,1 x e .x.【题型示例】证明:当x . 0 时,..ln1xx..【证明示例】1.(构建辅助函数)设.(构建辅助函数)设.(构建辅助函数)设.(构建辅助函数)设.(构建辅助函数)设.(构建辅助函数)设....ln1xxx....,(x . 0 )2...1101xx......,(x . 0 )∴....00x....3.既证:当x . 0 时,l . . n1 .x .x○连续函数凹凸性(★)【题型示例】试讨论函数2313yxx...的单调性、极值的单调性、极值的单调性、极值的单调性、极值的单调性、极值凹凸性及拐点【证明示例】高等数学期末复习资料第 6 页(共9 页)1.....236326661yxxxxyxx........................320610yxxyx................120,21xxx......3.(四行表)x(,0)..(0,1)1(1,2)2(2,)..y.....y......y1(1,3)4.⑴函数 2 3 y 1 3xx . ..单调递增区间为(0,1), (1,2) 单调递增区间为( ,0) .. , (2,) .. ;⑵函数 2 3 y 1 3xx . ..的极小值在0x.时取到,为..01f.,极大值在2x.时取到,为..25f.;⑶函数 2 3 y 1 3xx . ..在区间( ,0) .. , (0,1)上凹,在区间(1,2), (2,) .. 上凸;⑷函数 2 3 y 1 3xx . ..的拐点坐标为..1,3第五节函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小函数的极值和最大、小○函数的极值与最关系(★)⑴设函数..fx的定义域为的定义域为的定义域为D,如果Mx.的某个邻域..MUxD.,使得对..MxUx..,都适合不等式....Mfxfx.,我们则称函数 f .x. 在点..,MMxfx....处有极大值..Mfx;令..123,,,...,MMMMMnxxxxx.则函数 f .x. 在闭区间..,ab上的最大值M满足:......123max,,,,...,,MMMMnMfaxxxxfb.⑵设函数 f .x. 的定义域为D,如果,如果mx.的某个邻域..mUxD.,使得对,使得对,使得对..mxUx..,都适合不等,都适合不等,都适合不等,都适合不等,都适合不等式....mfxfx.,我们则称函数我们则称函数我们则称函数我们则称函数 f .x. 在点..,mmxfx....处有极小值..mfx;令..123,,,...,mmmmmnxxxxx.则函数 f .x. 在闭区间.a,b. 上的最小值m满足:......123min,,,,...,,mmmmnmfaxxxxfb.;【题型示例】求函数..33fxxx..在..1,3.上的最值【求解示例】1.∵函数 f .x. 在其定义域. 1 . ,3 . 上连续,且可导∴..233fxx....2.令......3110fxxx......,解得:121,1xx...3.(三行表).(三行表).(三行表).(三行表)x1...1,1.1..1,3f. .x...f .x.极小值极大值4.又∵......12,12,318fff......∴........maxmin12,318fxffxf.....第六节函数图形的描绘函数图形的描绘函数图形的描绘函数图形的描绘函数图形的描绘(不作要求)(不作要求)(不作要求)第七节曲率(不作要求)(不作要求)(不作要求)(不作要求)第八节方程的近似解方程的近似解方程的近似解方程的近似解方程的近似解(不作要求)(不作要求)(不作要求)(不作要求)第四章不定积分第一节不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质不定积分的概念与性质○原函数与不定积分的概念(★)⑴原函数的概念:假设在定义区间I上,可导函数上,可导函数上,可导函数..Fx的导函数为..Fx.,即当自变量,即当自变量,即当自变量,即当自变量xI.时,有时,有....Fxfx..或....dFxfxdx..成立,则称成立,则称成立,则称成立,则称F.x. 为..fx的一个原函数⑵原函数存在定理:(★)如果函数..fx在定义区间I 上连续,则在I 上必存在可导函数..Fx使得 F . . . . xfx . . ,也就是说:连续函数一定存在原(可导必)⑶不定积分的概念(★)在定义区间I 上,函数上,函数f .x. 的带有任意常数项C的原函数称为 f .x. 在定义区间I 上的不定积分,即表示为:....fxdxFxC...(.称为积分号, f .x. 称为被积函数,..fxdx称为积分表达式,x则称为积分变量)○基本积分表(★)○不定积分的线性性质(分项积公式)(★)........1212kfxkgxdxkfxdxkgxdx..........第二节换元积分法换元积分法换元积分法换元积分法○第一类换元法(凑微分)((凑微分)((凑微分)((凑微分)(★)(dy . f ..x.. dx 的逆向应用)........fxxdxfxdx......................高等数学期末复习资料第7 页(共9 页)【题型示例】求221dxax..【求解示例】222211111arctan11xxdxdxdCaxaaaaxxaa............................解:【题型示例】求121dxx..【求解示例】....111121************dxdxdxxxxxC.............解:○第二类换元法(去根式)(★)(dy . f ..x.. dx的正向应用)⑴对于一次根式(0,abR..):axb.:令taxb..,于是2tbxa..,则原式可化为t⑵对于根号下平方和的形式(0a.):22ax.:令tanxat.(22t.....),于是arctanxta.,则原式可化为secat;⑶对于根号下平方差的形式( a . 0 ):a.22ax.:令sinxat.(2 2t. .. ..),于是arcsinxta.,则原式可化为cosat;b.22xa.:令secxat.(02t...),于是arccosatx.,则原式可化为tanat;【题型示例】求12 1dxx . . (一次根式)【求解示例】2211122112121txxtdxtdtdxtdtdttCxCtx.....................解:【题型示例】求22axdx..(三角换元)【求解示例】....2sin()222222arcsincos22cos1cos221sin2sincos222xattxtadxataaxdxatdttdtaattCtttC.................... .............解:第三节分部积法分部积法分部积法分部积法○分部积法(★)⑴设函数..ufx.,..vgx.具有连续导数,则其具有连续导数,则其具有连续导数,则其具有连续导数,则其具有连续导数,则其分部积公式可表示为:udvuvvdu....⑵分部积法函数排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”排序次:“反、对幂三指”○运用分部积法计算不定积分的基本步骤:⑴遵照分部积法函数排序次对被;⑵就近凑微分:(⑵就近凑微分:(⑵就近凑微分:(⑵就近凑微分:(⑵就近凑微分:(vdxdv...)⑶使用分部积公式:udvuvvdu . . ..⑷展开尾项vduvudx.....,判断a.若vudx...是容易求解的不定积分,则直接计,则直接计,则直接计算出答案(容易表示使用基本积分、换元法算出答案(容易表示使用基本积分、换元法与有理函数积分可以轻易求解出结果);与有理函数积分可以轻易求解出结果);b.若v udx . . . 依旧是相当复杂,无法通过a中方法求解的不定积分,则重复⑵、⑶,直至⑵、⑶,直至⑵、⑶,直至出现容易求解的不定积分;若重复过程中出现循环,则联立方程求解,但是最后要注意添上常数C【题型示例】求2xexdx..【求解示例】....222222222222222xxxxxxxxxxxxxxxexdxxedxxdexeedxxexedxxexdexexeedxxexeeC................ .........解:【题型示例】求sinxexdx..【求解示例】........sincoscoscoscoscoscossincossinsincossinsinxxxxxxxxxxxxxxexdxedxexxdeexexdxexedxexe xxdeexexexdx...........................解:..sincossinsinxxxxexdxexexxde.......即:∴..1sinsincos2xxexdxexxC.....第四节有理函数的不定积分有理函数的不定积分有理函数的不定积分有理函数的不定积分有理函数的不定积分有理函数的不定积分○有理函数(★)设:........101101mmmnnnPxpxaxaxaQxqxbxbxb.............对于有理函数....PxQx,当..Px的次数小于..Qx的次数时,有理函次数时,有理函次数时,有理函次数时,有理函. .. .P xQ x是真分式;当是真分式;当是真分式;当是真分式;当P.x. 的次数高等数学期末复习资料第8 页(共9 页)大于. . Q x 的次数时,有理函. .. .P xQ x是假分式○有理函数(真分式)不定积分的求解思路(★)⑴将有理函数将有理函数将有理函数将有理函数. .. .P xQ x的分母Q.x. 分拆成两个没有公因式的多项式的乘积:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示:其中一个多项式可以表示为一次因式..kxa.;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为;而另一个多项式可以表示为二次质因式..2lxpxq..,(240pq..);即:......12QxQxQx..一般地:nmxnmxm.........,则参数nam..22bcaxbxcaxxaa...........则参数,bcpqaa..⑵则设有理函数. .. .P xQ x的分拆和式为:............122klPxPxPxQxxaxpxq.....其中........1122...kkkPxAAAxaxaxaxa................2112222222...llllPxMxNMxNxpxqxpxqxpxqMxNxpxq...............参数121212,,...,,,,...,lklMMMAAANNN.........由待定系数法(比较)求出⑶得到分拆式后项积即可求解【题型示例】求21xdxx..(构造法)【求解示例】......221111111111ln112xxxxdxdxxdxxxxxdxdxdxxxxCx................................第五节积分表的使用积分表的使用积分表的使用积分表的使用积分表的使用(不作要求)(不作要求)(不作要求)(不作要求)第五章定积分极其应用定积分极其应用定积分极其应用定积分极其应用定积分极其应用第一节定积分的概念与性质定积分的概念与性质定积分的概念与性质定积分的概念与性质定积分的概念与性质定积分的概念与性质○定积分的义(★)....01limnbiiaifxdxfxI.........( f .x. 称为被积函数,f . . xdx称为被积表达式,x则称为积分变量,a称为积分下限,b称为积分上限,..,ab称为积分区间)○定积分的性质(★)⑴....bbaafxdxfudu...⑵..0aafxdx..⑶....bbaakfxdxkfxdx.......⑷(线性质)........1212bbbaaakfxkgxdxkfxdxkgxdx..........⑸(积分区间的可加性)......bcbaacfxdxfxdxfxdx.....⑹若函数..fx在积分区间.a,b. 上满足..0fx.,则..0bafxdx..;(推论一)若函数 f .x. 、函数、函数..gx在积分区间在积分区间在积分区间.a,b. 上满足....fxgx.,则....bbaafxdxgxdx...;(推论二)....bbaafxdxfxdx...○积分中值定理(不作要求)第二节微积分基本公式微积分基本公式微积分基本公式微积分基本公式微积分基本公式○牛顿-莱布尼兹公式(★)(定理三)若果函数..Fx是连续函数..fx在区间..,ab上的一个原函数,则......bafxdxFbFa...○变限积分的导数公式(★)(上导―下)..............xxdftdtfxxfxxdx...................【题型示例】求21cos20limtxxedtx...【求解示例】..221100coscos2002limlim解:ttxxxLxdedtedtdxxx.........高等数学期末复习资料第9 页(共9 页)........2222221coscos000cos00coscos0cos010sinsinlimlim22sinlim2cossin2sincoslim21limsincos2 sincos21122xxxxxLxxxxxxeexxexxdxedxxxexexxexxxee.......................................第三节定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部定积分的换元法及部○定积分的换元法(★)⑴(第一换元法)........bbaafxxdxfxdx......................【题型示例】求20121dxx..【求解示例】....222000111121ln212122121ln5ln5ln122解:dxdxxxx...............⑵(第二换元法)设函数....,fxCab.,函数..xt..满足:a.,...,使得....,ab......;b.在区间.在区间.在区间..,..或..,..上,....,ftt.......连续则:......bafxdxfttdt............【题型示例】求40221xdxx...【求解示例】..221210,43220,1014,332332311132222113111332223522933解:ttxxxtxttxdxdxtxttdttdttxt........................................⑶(分部积法)........................bbaabbbaaauxvxdxuxvxvxuxdxuxdvxuxvxvxdux..............○偶倍奇零(★)设....,fxCaa..,则有以下结论成立:⑴若....fxfx..,则....02aaafxdxfxdx....⑵若....fxfx...,则..0aafxdx...第四节定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用定积分在几何上的应用(不作要求)第五节定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用定积分在物理上的应用(不作要求)第六节反常积分(不作要求)(不作要求)(不作要求)(不作要求)如:不定积分公式如:不定积分公式如:不定积分公式如:不定积分公式如:不定积分公式21arctan1dxxCx....的证明。
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《高等数学复习》教程一、理论要求1.函数概念与性质函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期)几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数)2.极限极限存在性与左右极限之间的关系夹逼定理和单调有界定理会用等价无穷小和罗必达法则求极限3.连续函数连续(左、右连续)与间断理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值)二、题型与解法A.极限的求法(1)用定义求(2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子)(3)变量替换法(4)两个重要极限法(5)用夹逼定理和单调有界定理求(6)等价无穷小量替换法(7)洛必达法则与Taylor级数法(8)其他(微积分性质,数列与级数的性质)1.612arctan lim)21ln(arctan lim33-=-=+->->-xxx x x x x x (等价小量与洛必达)2.已知23)(6lim0)(6sin limxx f xx xf x x x +=+>->-,求解:233')(6cos 6lim)(6sin limxxy x f x xx xf x x x ++=+>->-72)0(''06)0(''32166'''''36cos 216lim6'''26sin 36lim=∴=+-=++-=++-=>->-y y xy y x xxy y x x x362722''lim2'lim)(6lim2====+>->->-y xy xx f x x x (洛必达)3.121)12(lim ->-+x xx x x (重要极限)4.已知a 、b 为正常数,x xxx b a3)2(lim +>-求解:令]2ln )[ln(3ln ,)2(3-+=+=xxx xxb axt b at2/300)()ln(23)ln ln (3limln lim ab t ab b b a a bat xx xxx x =∴=++=>->-(变量替换)5.)1ln(12)(cos lim x x x +>-解:令)ln(cos )1ln(1ln ,)(cos 2)1ln(12x x t x t x +==+2/10212tan limln lim ->->-=∴-=-=et xx t x x (变量替换)6.设)('x f 连续,0)0(',0)0(≠=f f ,求1)()(lim22=⎰⎰>-x x x dtt f xdtt f(洛必达与微积分性质)7.已知⎩⎨⎧=≠=-0,0,)ln(cos )(2x a x x x x f 在x=0连续,求a解:令2/1/)ln(cos lim 2-==>-x x a x (连续性的概念)三、补充习题(作业) 1.3cos11lim-=---->-xx xexx (洛必达)2.)1sin 1(lim 0xxctgx x ->- (洛必达或Taylor )3.11lim 22=--->-⎰xxtx edtex (洛必达与微积分性质)第二讲 导数、微分及其应用一、理论要求1.导数与微分 导数与微分的概念、几何意义、物理意义会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导)会求平面曲线的切线与法线方程2.微分中值定理理解Roll 、Lagrange 、Cauchy 、Taylor 定理会用定理证明相关问题3.应用会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图会计算曲率(半径)二、题型与解法A.导数微分的基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导计算1.⎩⎨⎧=+-==52arctan )(2te ty y t x x y y 由决定,求dx dy2.xy x y xx y ysin )ln()(32+=+=由决定,求1|0==x dxdy解:两边微分得x=0时yx y y ==cos ',将x=0代入等式得y=13.yx x y yxy+==2)(由决定,则dxdyx )12(ln |0-==B.曲线切法线问题 4.求对数螺线)2/,2/πθρρπθe e (),在(==处切线的直角坐标方程。
高数期末复习总结
高数期末复习总结一、函数与极限1. 函数函数是一种特殊的关系,它将集合中的每个元素对应到另一个集合中的唯一元素上。
函数一般用f(x)或者y来表示,其中x是自变量,y是因变量。
2. 极限极限是研究函数收敛性与连续性的重要概念。
对于函数f(x),当自变量x无限接近于某个值a时,因变量f(x)的值趋向于一个确定的值L,即lim(x->a)f(x)=L。
3. 极限的性质- 唯一性:如果极限存在,则极限值唯一。
- 有界性:有界数列必有收敛子数列。
- 保号性:如果数列收敛于非零数L,则数列的绝对值保持与L同号。
4. 极限的运算法则- 四则运算:函数的和、差、积、商的极限等于各个函数极限的和、差、积、商的极限。
- 复合函数:复合函数的极限等于函数的极限的复合。
- 函数与常数的乘积:函数与常数的乘积的极限等于函数的极限与常数的乘积的极限。
5. 无穷大与无穷小无穷大是指极限趋向于无穷大的函数,无穷小是指极限趋向于零的函数。
6. 连续性函数在某一点连续是指函数在该点的极限等于函数在该点的值。
如果函数在一个区间内的每个点都连续,则称函数在该区间上连续。
7. 中值定理中值定理是微积分中重要的定理,它包括了拉格朗日中值定理、柯西中值定理和罗尔中值定理。
这些定理揭示了函数在一定条件下存在某一点满足特殊性质。
二、导数与微分1. 导数导数描述了函数在某一点附近的变化率。
函数f(x)在点x=a处的导数用f'(a)表示,它等于函数在该点处的切线的斜率。
2. 导数的计算法则- 基本公式:导数的基本公式包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数的导数。
- 四则运算:两个函数的和、差、积、商的导数等于各个函数导数的和、差、积、商的导数。
- 复合函数:复合函数的导数等于外函数的导数乘上内函数的导数。
3. 高阶导数高阶导数是指导数的导数。
如果函数f(x)的导数存在,我们可以继续对导数求导,得到2阶导数、3阶导数等。
高数期末复习资料
第一章极限与函数的连续性第一节函数一.知识要点与考点1.区间和邻域2.函数及相关概念3.函数的几种特性二.经典例题解析基本题型1:求函数的定义域例1:求下列函数的定义域:(1)y =1111x++; (2)2ln(32)y x x =-+-解:(1)根据题意得1111x++≠0⇒111x+≠1-,解得12x ≠-. 所以函数y =11111x++的定义域为1|2x x ⎧⎫≠⎨⎬⎩⎭.(2)由已知条件知2320x x -+->解得12x <<,所以函数2ln(32)y x x =-+-的定义域为{}|12x x <<【方法点击】 求初等函数的定义域有下列原则:(1)分母不能为零.(2)偶次根式的被开方数不能为负数.(3)对数的真数不能为零或负数.(4)arcsin x 或arccos x 的定义域为,x k k Z π≠∉. 求复合函数的定义域,通常将复合函数看成一系列初等函数的复合,然后考察每一个初等函数的定义域和值域,得到相应的不等式组,通过联立求不等式组,就可以得到复合函数的定义域。
基本题型2 求函数的表达式 例2:设2211()f x x x x+=+,求()f x .解:解法一:用变量代换,令1x xμ=+,解出()/2x μ=,代入原式,得()f μ==2μ2-,即()f x =22x -.解法二:用拼凑法因为2211()f x x x x +=+=22122x x++-=21()2x x+-.令1t x x=+,则2()2f t t =-,即2()2f x x =-.【方法点击】 含有未知数的方程叫做函数方程,变量代换法和拼凑法是解简单函数方程的两种最基本的方法. 例3:21,()1,1,x f x x x <=+≥⎪⎩求[()]f f x . 解:因当01x <<时,()1f x =<,所以[()]f f x ==x=.当1x ≥时,2()11f x x =+>,所以2[()]()1f f x f x =+=22(1)1x ++=4222x x ++.当0x=时,2(0)101f =-=,所以2[(0)][(0)]12f f f =+=.综上所述42,102,0[()],0122,1x x x f f x x x x x x --<<⎧⎪=⎪⎨<<⎪⎪++≥⎩【方法点击】 复合函数求解方法主要有两种:(1)代换法:将一个函数中的自变量用另一个函数的表达式来替代,适用于初等函数的复合. (2)分析法:抓住最外层函数定义域的各区间段,结合中间变量的表达式及中间变量的定义域进行分析,适用于初等函数与分段函数的复合或两分段函数的复合. 基本题型3 求反函数 例4:求()y f x ==.【思路探索】 由()y f x =出发解出x 的表达式,然后交换x 与y的位置,即可求得反函数1()y f x -=.解:由y =31x y =-所以1()xf y -==31y -即所求反函数13()1y f x x -==-【方法点击】 反函数求解方法比较固定,具有较强的程序性,关键是把握好定义域和符号的变化,特别是对于分段函数要牢记所求函数表达式的区间. 基本题型5 把复合函数分解为基本初等函数的复合 例5: 函数sin 2y x =可由哪些基本初等函数复合而成?解:函数sin 2y x =可由2x μ=, sin y μ=这两个基本初等函数复合而成的.【方法点击】 牢记基本初等函数的表达式是解决此类问题的基础,而由里到外、逐级分解是解决问题的关键.做题时不能跨越某个级别,漏掉某个基本初等函数,要分清复合函数的成分或结构. 基本题型6 函数单调性问题 例6: 判断函数ln y x =在()0,+∞上的单调性.解:()12,0,x x ∀∈+∞, 12x x <,则2211ln ln lnx x x x -=,由于120x x <<,所以211x x >故21ln 0xx >,所以21ln ln 0x x ->,即21y y >,因为12x x <,21y y >,所以函数ln y x =在()0,+∞单调递增.基本题型7 函数的有界性问题例7:证明函数241()1x f x x +=+在定义域(),-∞+∞内有界.解:因为222441(1)()11x x f x x x ++=≤=++424121x x x ++=+24211121x x +≤+=+, 所以()f x 在(),-∞+∞内有界.,且上界是2.基本题型8 函数奇偶性问题例8:已知()(),xafx bf x a b c+=≠,证明()f x 是奇函数. 解:可令1t x=代入方程,得1()()af bf t ct t +=,即1()()af bf x ct x+=,将原方程及上面方程的两端分乘以,a b ,再相减,得222()(),ac ac bcx a f x b f x bcx x x-+=-=因a b ≠,所以222()()ac bcx f x a b x -=-,因2222()()()()()ac bcx x f x f x a b x ---==---,所以()f x 是奇函数.【方法点击】 判断奇偶性通常采用的方法有:(1) 从定义出发,或者利用运算性质(奇函数的代数和为奇函数等). (2) 证明()()0f x f x -+=或()()0f x f x --=.基本题型9 函数的周期性问题例10: 已知函数()f x ,定义域为(),-∞+∞,存在一个常数a ,使()()f x a f x a +=-,求函数()f x 的周期.解:因为()()f x a f x a +=-,所以[()][()]f x a a f x a a ++=+-,即(2)()f x a f x +=,即函数()f x 的周期为2a .第二节数列的极限一、知识要点与考点1、数列极限的定义2、数列极限的性质3、函数极限定义4、函数极限的性质5.、无穷小与无穷大的概念与性质二、经典例题解析基本题型1 数列极限的存在性例1:已知2(1)(1)nn x n -=+,证明数列{}n x 的极限是0.证明:2(1)0(1)n n x a n --=-+=211(1)1n n <++. 对于任意给定的正数ε(设1ε<),只要1(1)n ε<+或11n ε>-不等式n x a ε-<必定成立.所以,取正整数1[1]N ε=-,则当n N >时就有2(1)0(1)nn ε--<+即2(1)lim 0(1)nn n →∞-=+基本题型2 数列极限的性质例2:设{}{}{},,n n n a b c 均为非负数列,且lim 0,lim 1,lim n n n n n n a b c →∞→∞→∞===∞,则必有(). (A )n n a b <对任意n 成立 (B )n n b c <对任意n 成立(C )极限lim n n n a c →∞不存在 (D )极限lim n n n b c →∞不存在 解:用举反例法,取2,1,nn a b n ==1(1,22n c n n ==……),则可立即排除(A ),(B ),(C ),因此选项(D )正确.【方法点击】 对于不便直接证明的问题,常常可以考虑用反例,通常用排除法找到正确的选项 . 基本题型3 证明数列发散 例3: 证明: 数列1(1)n n n x n+=-⋅是发散的. 证:考查子序列 221111()22nn x n n n+==+→→∞2122111()2121n n x n n n ++=-=--→→∞++由子序列的收敛性,可知lim n n x →∞不存在. 基本题型 4 函数极限的存在性 例4:证明:当00x >时,0lim x x →= 证: 任意给定正数ε,因为0()f x A x -==≤-,要使()f x A ε-<,只要0x x -<且0x≥,而0x ≥可用00x x x -≤保证,因此取{}min x δ=(这式子表示,δ是0x两个数中较小的那个数),则当x 适合不等式00x x δ<-<ε<. 所以limx x →=基本题型5 证明函数极限不存在例5:证明:函数1,0()0,01,0x x f x x x x -<⎧⎪==⎨⎪+>⎩当0x →时()f x 的极限不存在.证:当0x →时()f x 的左极限0lim lim (1)1x x x →-→-=-=-,而右极限lim lim (1)1x x x →+→+=+=,因为左右极限存在但不相等,所以0lim ()x f x →不存在.基本题型6 无穷小和无穷大的判定 例6:当0x→时,变量211sin x x是(). (A )无穷小 (B )无穷大(C )有界的,但不是无穷小 (D )无界的,但不是无穷大 解:令11,222n n x y nn πππ==+,则有l i m 0,ln n n n x y →∞→∞==,而221111limsin 0,lim sin n n nn n n x x y y →∞→∞==+∞.故当0x →时,211sin x x 无界但不是无穷大,故选(D ).第三节极限的运算准则一、知识要点与考点1.极限运算法则2.能化为四则运算求极限的形式二、经典例题解析基本题型1 利用极限运算法则求函数极限例1:求1lim(21)x x →-.解 1lim(21)x x →-=111lim 2lim12lim 12111x x x x x →→→-=-=⋅-=.例2:求32321342lim 753x x x x x →+++-.解 先用去除分母及分子,然后取极限:11limlim (lim )0nn n x x x a a a x x x→∞→∞→∞===,其中a 为常数n 为正整数,1lim 0x x→∞=.基本题型2 利用极限运算法则求数列极限例3:22233312(1)lim[]_n n n n n→∞-++⋅⋅⋅+=. 解 原式=2231lim [1(1)]n n n →∞+⋅⋅⋅+-=31(1)(21)lim 6n n n n n →∞-⋅⋅-=11(1)(2)lim 6n n n →∞--= 13. 例4:求极限n →∞.解n →∞=n=n=n第六节 极限存在准则一、知识要点与考点 1.极限存在准则2.两个重要极限3.无穷小的阶4.等价无穷小的性质二、经典例题解析基本题型1 利用极限存在准则求解和验证极限例1 求0tan limx xx →.解:0tan lim x x x →=0sin 1lim()cos x x x x →⋅=00sin 1lim lim 1cos x x x x x→→⋅= 例2 求01cos lim x xx→-.解:22002sin 1cos 2lim lim x x xx x x →→-==202sin 12lim 2()2x x x →=220sin 1112lim[]12222x x x →=⋅= 基本题型2 确定极限式中的参数 例3 设2lim()8xx x a x a→∞+=-,则a =_. 解:22()2(1)2lim()lim (1)xa a x x x x a aa x a x x a a x⋅→∞→∞-⋅-++==--3a e 或33323lim()lim(1)x a x a x a a x ax x x a a e x a x a-⋅⋅-→∞→∞+=+=-- 由题设有3ae=8,得a =1ln 8ln 23=. 基本题型3 确定无穷小的阶 例4.指出当0x→时,2sin x x +及3tan x 分别是的几阶无穷小量?解:2000sin sin sin lim lim()lim x x x x x x xx x x x→→→+=+==1,故2sin xx +是x 的等价无穷小量.330tan lim tan(lim)1x x x x x→→==,则3tan x 是x 的3阶无穷小.基本题型4 利用等价无穷小代换求极限例5 求0tan 2limsin 5x xx→.解:当0x →时,tan 2~2,sin5~5,x x x x 所以00tan 222limlim sin 555x x x x x x →→==例6 求30sin lim3x x x x→+.解:当0x →时sin ~,x x 无穷小33x x +与它本身显然是等价的,所以 322000sin 11limlim lim 3(3)33x x x x x x x x x x →→→===+++.第五节 连续函数 一、知识要点与考点1.连续函数的定义、性质2.连续函数的运算3.函数的间断点及其类型4.闭区间上连续函数的性质二、经典例题解析基本题型1 讨论函数的连续性例1 设1sin ,0(),01sin 1,0x x x f x k x x x x ⎧<⎪⎪==⎨⎪⎪+>⎩,问当k 为何值时,函数()f x 在0x =处连续.解:001lim ()lim sin 1x x f x x x--→→==(重要极限)1lim ()lim (sin 1)1x x f x x x ++→→=+=(01lim 0,sin 1x x→=≤),有0lim()1x f x →=,又(0)f k =, 所以当1k =时,0lim ()(0)x f x f →= 即当1k=时,()f x 在0x =处连续..基本题型2 利用连续函数性质求极限例2 求20cos 5lim 1ln(1)x x e x x x →+++-解20cos 5lim 1ln(1)x x e x x x →+++-=0cos05610ln(10)e +=++-基本题型3 初等函数的连续性 例3 求0log (1)lim a x x x→+.解0log (1)lim a x x x→+=10lim log (1)x a x x →+=01lim log ln ax e a→=.例4求01lim x x→.解0x →0x →=0x →02=0基本题型4 讨论函数的间断点类型例5 函数1,0()0,01,0x x f x x x x -<⎧⎪==⎨⎪+>⎩这里,当0x →时,lim ()lim (1)1x x f x x →-→-=-=-,lim ()lim (1)1x x f x x →+→+=+=左极限与右极限都存在,但不相等,故极限0lim()x f x →不存在,所以点0x =是函数()f x 的间断点.因()y f x =的图形在0x =处产生跳跃现象,我们称0x =为函数()f x 的跳跃间断点.基本题型5 利用介值定理证明 例6 证明方程3241x x -+在区间()0,1内至少有一个根.证 函数32()41f x x x =-+在闭区间[]0,1上连续,又(0)10,(1)20f f =>=-<.根据零点定理,在 ()0,1内至少有一点ξ,使得()0f ξ=,即32410ξξ-+= (01ξ<<)这个等式说明方程3241x x -+=0在区间()0,1内至少有一个根是ξ.第二章导数与微分第一节函数的导数一、知识要点与考点1.导数的概念2.倒数的应用二、经典例题解析 基本题型1 导数的定义例1 设函数()sin f x x x =,求'(0)f .解'(0)f =00sin 0sin limlim 0x x x x x xx x→→-=- =00sin lim limx x xx x→→=01⋅=0 例2 求函数()f x C =(C 为常数)的导数.解'()f x =00()()limlim 0h h f x h f x C C h h→→+--== 即 这就是说,常熟的导数等于零.例2 求函数()sin f x x =的导数.解 00()()sin()sin limlim h h f x h f x x h xh h→→+-+-=01lim 2cos()sin 22h h hx h →=⋅+0sin 2limcos()cos 22h h h x x h→=+=, 即 (sin )'cos x x =. 这就是说,正弦函数的导数是余弦函数. 用类似方法,可求得(cos )'sin x x =-. 基本题型2 导数的应用 例3 求等边双曲线1y x=在点122(,)处的切线的斜率,并写出在该点处的切线方程和法线方程. 解 根据导数的几何意义知道,所求切线的斜率为112|'x k y ==.由于'211'()y x x==-,于是11221|4x k x ==-=-. 从而所求的切线方程为124()2y x -=--,即440x y +-= 所求法线的斜率为21114k k =-=,于是所求法线方程为112()42y x -=-即2815x y -+0=基本题型3 可导与连续的关系 例 4函数()y f x =在区间(,)-∞+∞内连续,但在点0x =处不可导,这是因为在点0x =处有(0)(0)f h f h +-=,因而,0(0)(0)limh h f h f h →→+-==+∞,即导数为无穷大. 例5设函数()f x =,证明()f x 在0x =处右连续,但右导数不存在.解0(0)x f →==,故()f x 在0x =处连续,所以在0x =处右连续.又00()(0)lim0x x f x f x +→→-==∞-,故()f x 在0x =处右导数不存在.第二节 函数的求导法则 一、知识要点与考点1.常用基本初等函数的导数公式2.函数的求导法则二、经典例题解析基本题型1 利用四则运算和复合函数求导法则求初等函数的导数例1 322537y x x x =-+-,求'y . 解32'(2537)'y x x x =-+-32(2)'(5)'(3)'(7)'x x x =-+- 322()'5()'3()'xx x =-+223523x x =⋅-⋅+26103x x =-+.例2 (sin cos )x y e x x =+,求'y .解'()'(sin cos )(sin cos )'x x y e x x e x x =+++(sin cos )(cos sin )xx e x x e x x =++-2cos xe x例3tan y x =,求'y .解sin '(tan )'()'cos xy x x== 2(sin )'cos sin (cos )'cos x x x x x-=2222cos sin 1cos cos x x x x+==2sec x = 例43xy e =,求dy dx. 解x y e =可看作由3,y e x μμ==复合而成,因此dy dx 32233x dy d e x x e d dxμμμ=⋅=⋅=基本题型2 分段函数求导例5 设1cos ,0()0,0x x f x xx λ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩其导函数在0x =处连续,则λ的取值范围是_______。
高等数学基础期末复习资料
《高等数学基础》课程期末考试复习资料册一、单项选择题1.设函数f(x)的定义域为,则函数f(x)+f(-x)的图形关于(C)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点2.函数在x=0处连续,则k=(C).A.1B.5D.03.下列等式中正确的是(C).4.若F(x)是4.f(x)的一个原函数,则下列等式成立的是(A).5.下列无穷限积分收敛的是(D).6.设函数f (x)的定义域为,则函数f(x)- f(-x)的图形关于( D)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点7.当时,下列变量中( A)是无穷大量.8.设f (x)在点x=1处可导,则 =(B).9.函数在区间(2,4)内满足(A).A.先单调下降再单调上升B.单调上升C.先单调上升再单调下降D.单调下降10.=(B).A.0B. ПC.2ПD. П/211.下列各函数对中,(B)中的两个函数相等.12.当,变量(C)是无穷小量.13.设f(x)在点x=0处可导,则=(A).14.若f(x)的一个原函数是,则=(D).15.下列无穷限积分收敛的是(C).16.设函数f(x)的定义域为,则函数的图形关于(A)对称.A.坐标原点B.x轴C.y轴D. y=x17.当时,变量(D)是无穷小量.18.设f(x)在x。
可导,则=(C).19.若则=(B).20. =(A).21.下列各函数对中,(B)中的两个函数相等.22.当k=(C)时,在点x=0处连续.A. -1B. 0c.1 D.223. 函数在区间(2,4)内满足(B).A. 先单调下降再单调上升B.单调上升C. 先单调上升再单调下降D.单调下降24 若,则= (D).A. sinx十CB. -sinx十cC. -cosx+cD. cosx 十C25. 下列无穷积分收敛的是(A).26.设函数f(x) 的定义域为,则函数f(x)- f(-x)的图形关于(D)对称.A.y=xB.x轴C.y轴D.坐标原点27. 当x→0时,变量(C)是无穷小量.28. 函数在区间(-5,5) 内满足(B).A. 单调下降B.先单调下降再单调上升C先单调上升再单调下降 D.单调上升29. 下列等式成立的是(A).30.下列积分计算正确的是(D).31. 函数的定义域是(D).32.若函数,在x=0处连续,则k=(B).A .1 B.2C.-1D.33.下列函数中,在内是单调减少的函数是(A).34.若f(x) 的一个原函数是,则=(C).A. cosx +cB. - sinx十CC. sinx十CD. - cosx十C35. 下列无穷限积分收敛的是(C).36.下列各函数对中,(C)中的两个函数相等.37.37.在下列指定的变化过程中, (A)是无穷小量.38. 设f(x)在可导,则= (C).39. =(A).40. 下列无穷限积分收敛的是(C).41.下列函数中为奇函数的是(A).42. 当x→0时,变量(C)无穷小量.43.下列等式中正确的是(B).44 若f(x)的一个原函数是,则=(D).45.=(A).46.函数的图形关于(D)对称.A.y=xB.x轴c.y轴 D.坐标原点47. 在下列指定的变化过程中,(A)是元穷小量.48.函数在区间(-5,5)内满足(C).A. 先单调上升再单调下降B.单调下降C. 先单调下降再单调上升D.单调上升49. 若f(x) 的一个原函数是,则 = (B).50.下列无穷限积分收敛的是(B).二、填空题1.函数的定义域是(3,5) .2.已知,当时,f(x)为无穷小量.3.曲线f(x)=sinx在处的切线斜率是 -1 .4.函数的单调减少区间是 .5.= 0 .6.函数的定义域是(2,6) .7.函数的间断点是 x=0 .8.函数的单调减少区间是 .9.函数的驻点是 x= - 2 .10.无穷积分当时p >1 时是收敛的.11..若,则f(x)= .12.函数的间断点是 x=0 .13.已知,则= 0 .14.函数的单调减少区间是 .15.= .16.函数的定义域是 (-5,2) .17. .18.曲线在点(1,3)处的切线斜率是 2 .19.函数的单调增加区间是 .20.若则f(x)= .21.若则f(x)= .22 已知当时,f(x)为无穷小量.23. 曲线在(l ,2) 处的切线斜率是 .24. = .25 若,则= .26.函数的定义域.27. 函数的间断点是 x=0 .28. 曲线在x=2处的切线斜率是 .29. 函数的单调增加区间是 .30.= .31. 函数,则f(x)= .32. 函数的间断点是 x=3 .33. 已知则 = 0 .34. 函数的单调减少区间 .35. 若f(x) 的一个原函数为lnx,则 f(x) = .36. 若函数,则f(O)= -3 .37.若函数在x=O处连续,则k=e .38.曲线在(2,2)处的切线斜率是 .39.函数的单调增加区间是 .40.= .41. 函数的定义域是(-2,2) .42. 函数的间断点是 x=3 .43. 曲线在(0,2)处的切线斜是 1 .44. 函数的单调增加区间是 .45. 若,则f(x)= .46.函数的定义域是.47.若函数,在x=O处连续,则k= e .48. 已知f(x) =ln2x ,则= 0 .49. 函数的单调增加区间是 .50. ,则= .三、计算题1.计算极限.解:2..解:由导数四则运算法则和复合函数求导法则得3.计算不定积分.解:由换元积分法得4.计算定积分.解:由分部积分法得5.计算极限.解:6.设,求.解:由导数四则运算法则和复合函数求导法则得7.计算不定积分.解:由换元积分法得8.计算定积分.解:由分部积分法得9.计算极限解:10.设,求dy.解:由微分四则运算法则和一阶微分形式不变性得11.计算不定积分.解:由换元积分法得12.计算定积分.解:由分部积分法得13.计算极限.解:14.设,求. 解:15.计算不定积分·解:由换元积分法得16.计算定定积分. 解:由分部积分法得17.计算极限.解:18.设求dy. 解:19.计算不定积分.解:由换元积分法得20.计算定积分.解:由分部积分法得21.计算极限.22.设求 .解:由导数四则运算法则和导数基本公式得23.计算不定积分.解:由换元积分法得24.计算定积分.解:由分部积分法得25.计算极限.26.设,求.解: 由导数四则运算法则和复合函数求导法则得27.计算不定积分.解:由换元积分法得28.计算定积分.解:由分部积分法得29. 计算极限.30.设,求.解:由导数运算法则和导数基本公式得31.计算不定积分.解:由换元积分法得32. 计算定积分.解:由分部积分法得33. 计算极限.34设,求dy.解: 由微分运算法则和微分基本公式得35.计算不定积分.解:由换元积分法得36.计算定积分.解:由分部积分法得37. 计算极限38.设,求dy.解: 由微分运算法则和微分基本公式得39.计算不定积分.解:由换元积分法得40. 计算定积分.解:由分部积分法得四、应用题1.求曲线上的点,使其到点A(0,2)的距离最短.解:曲线上的点到点A(0,2)的距离公式为d与在同一点取到最大值,为计算方便求最大值点,将代人得求导得令得,并由此解出,即曲线上的点和点到点A(0,2)的距离最短。
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(2019至2020学年第一学期)
一、 单项选择题(15分,每小题3分)
1、当∞→x 时,下列函数为无穷小量的是( )
(A )x Cosx x - (B )x Sinx
(C )121-x (D )x x )11(+
2.函数)(x f 在点0x 处连续是函数在该点可导的( ) (A )必要条件 (B )充分条件
(C )充要条件 (D )既非充分也非必要条件 3.设)(x f 在),(b a 内单增,则)(x f 在),(b a 内( ) (A )无驻点 (B )无拐点 (C )无极值点 (D )0)(>'x f
4.设)(x f 在][b a ,内连续,且0)()(<⋅b f a f ,则至少存在一点
),(b a ∈ξ使( )成立。
(A )0=)(ξf (B )0=')(ξf
(C )0='')(ξf (D ))()()()(a b f a f b f -⋅'=-ξ 5.广义积分)0(>⎰∞
+a dx
a
x p
当( )时收敛。
(A )1>p (B)1<p (C)1≥p (D)1≤p
二、填空题(15分,每小题3分)
1、 若当0→x 时,22~11x ax --,则=a ;
2、设由方程22a xy =所确定的隐函数)(x y y =,则
=dy ;
3、函数)0(8
2>+
=x x
x y 在区间 单减;
在区间 单增;
4、若x xe x f λ-=)(在2=x 处取得极值,则=λ ;
5、若dx x f dx x xf a ⎰⎰=1
01
02)()(,则=a ;
三、计算下列极限。
(12分,每小题6分)
1、x
x x
x )1(lim +∞→ 2、 2
00
)1(lim x
dt
e x
t x ⎰-→
四、求下列函数的导数(12分,每小题6分)
1、241
x y -=,求y ' 2、⎪⎩⎪⎨⎧-=+=t
t y t x arctan )
1ln(2 ,求22dx y d
五、计算下列积分(18分,每小题6分)
1、dx x
x
x ⎰+++2
1arctan 1 2、
dx x x ⎰-
-22
3cos cos π
π
3、设dt t
t
x f x ⎰=2
1sin )(,计算dx x xf ⎰10)(
六、讨论函数⎪⎪⎩⎪
⎪⎨⎧≤>-=2,
22,cos 2)(π
π
π
πx x x x x x f 的连续性,若有间断点,
指出其类型。
(7分)
七、证明不等式:当0>x 时,2
)1ln(2
x x x ->+ (7分)
八、求由曲线)1(2,4
,22
≥===x x y x y xy 所围图形的面积。
(7分)
九、设)(x f 在]1,0[上连续,在)1,0(内可导且0)0()1(==f f .
证明:至少存在一点)1,0(∈ξ使
四川理工学院试题(A ) 参考答案及评分标准
(2019至2020学年第一学期)
课程名称:高等数学
一、单项选择题(15分,每小题3分)
1.B
2.A
3.C
4.A
5.A
二、填空题(15分,每小题3分) 1. a=2 2.dx x
y
2dy -= 3. (0, 2)单减,
(,+∞)单增。
4.2
1
=
λ 5. a=2 三、计算下列极限。
(12分,每小题6分
1.解。
原式=()
1111lim 1lim --⋅∞
→-∞
→=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+e x x x x x x
x (6分)
1.解。
原式=2
1
2lim 21lim
00==-→→x x x e x x x (6分) 四、求下列函数的导数(12分,每小题6分)
1 解。
()()()
()
分
分
64424214y 3
22
32
212x
x x x x -=-⋅--='⎥⎦⎤⎢⎣⎡-='-
-
2.解。
分
分6411212d 32
12111dy 2
2
22
2t t dt
dx dx dt t dt d dx
y t t t t dx +=⋅=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛==++-
=
五、计算下列积分(18分,每小题6分)
1 解。
原式=
()
分
分
6arctan 2
1
1ln 21arctan 31arctan 1dx x 1122222c
x x x dx
x x dx x x ++++=+++++⎰⎰⎰
2.解。
原式=
(
)
()分
分
63
4cos 3
4
3cos cos 2cos 1cosx 220
2320
20
2
=
-
=-=-⎰⎰π
π
π
x x
d x dx x
()()()()()()()分
分
分
显然有:解611cos 2
1
cos 21sin 21sin 22142121212sin 22sin ,
01.31022
10
221021
021
22
10
1
2
2
2-==-=-=-==
=
⋅='=⎰⎰⎰⎰⎰
x dx x dx x x x x df x x f x dx x f dx x xf x x x x x x f f
六、讨论函数
⎪
⎪⎩⎪
⎪⎨⎧≤>-=2,22
,cos 2)(ππ
π
π
x x x x x x f 的连续性,若有间断点,指出其类型。
(7分)
分
又:解:31
21
cos 2lim 021
2lim 02020
2=⎪⎭
⎫
⎝⎛=-=⎪⎭⎫
⎝⎛+==⎪⎭⎫
⎝⎛-+→-→ππ
πππππf x x
f x f x x
所以当2
π=
x 时,函数连续。
当z k k k x ∈≥+
=22
π
π时,0cos =x ,所以z k k k x ∈≥+
=22
π
π
是函数的间断点。
5分
且
()∞=-=+
→+
→x
x
x f k x k x cos 2lim
lim 2
2
π
π
ππ
π,所以z k k k x ∈≥+=22ππ是函数的无穷间
断点。
7分
七、证明不等式:当0>x 时,2
)1ln(2
x x x ->+ (7分)
()()()()0
0111122
1ln 2
2
=+=
+-+='+
-+=f x
x x x x f x x x x f 且
分
证明:设
x 当>0时 ()x f '>0,所以()x f 单增。
5分 x 当>0时 ()x f >()00=f ,即:
2
)1ln(2
x x x ->+ 证毕。
7分
八、求由曲线)1(2,4
,22
≥===x x y x y xy 所围图形的面积。
(7分)
解:如图所示:(略)
()
分
分分所求面积72
ln 221612ln 2342228
2
3
221
2
8222
1
-=⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-+-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛
-=⎰⎰
x x x
x
dx x x dx x x A 九、设
)(x f 在]1,0[上连续,在)1,0(内可导且
0)0()1(==f f .
证明:至少存在一点)1,0(∈ξ使)()(ξξf f '= (7分)
证明:设 ()()x
e
x f x F -=,显然()x F 在在]1,0[上连续,在)1,0(内可导(3分)
并且 ()()010==F F ,由罗尔定理:至少存在一点()1,0∈ξ使()0='ξF 而 ()()()[]x f x f e
x F x
-'='- ,0≠-x e (6分)
()0='ξF 即:
)()(ξξf f '= 证毕。