[理学]微积分PPT课件
微积分讲解ppt课件
多元函数的表示 方法
多元函数可用记号 f(x1,x2,…,xn)或z=f(x,y) 表示。
多元函数的定义 域
使多元函数有意义的自 变量组合(x1,x2,…,xn) 的集合。
多元函数的值域
多元函数所有值的集合 。
20
偏导数与全微分
偏导数的定义
设函数z=f(x,y)在点(x0,y0)的某一邻域内有定义,当y固定在y0而x在x0处有增量Δx时,相应地函数有增量 f(x0+Δx,y0)-f(x0,y0)。如果Δz与Δx之比当Δx→0时的极限存在,那么此极限值称为函数z=f(x,y)在点(x0,y0)处对 x的偏导数。
22
06
微积分在实际问题中的应用
2024/1/25
23
在物理学中的应用
运动学
描述物体的位置、速度和加速度 之间的关系,通过微积分可以精 确地计算物体的运动轨迹和速度 变化。
力学
研究物体受力作用下的运动规律 ,微积分可用于求解牛顿第二定 律中的加速度和力的关系。
电磁学
分析电场和磁场的分布和变化规 律,微积分可用于求解麦克斯韦 方程组等电磁学基本方程。
2024/1/25
9
微分法则与运算技巧
微分的基本法则
包括和差微分法则、乘积 微分法则、商微分法则等 。
微分运算技巧
换元法、分部积分法、有 理化分母等,用于简化复 杂的微分运算。
隐函数与参数方程
对于无法直接求解的隐函 数和参数方程,可通过微 分法求解其导数。
微分的应用
在几何、物理、经济等领 域中的应用,如求曲线的 切线、求速度加速度、求 边际效应等。
全微分的定义
如果函数z=f(x,y)在点(x,y)的全增量Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y)可以表示为Δz=AΔx+BΔy+o(ρ),其中A、B不依赖 于Δx, Δy而仅与x,y有关,ρ=(Δx^2+Δy^2)^0.5,则称函数z=f(x,y)在点(x,y)处可微,AΔx+BΔy称为函数 z=f(x,y)在点(x,y)处的全微分。
微积分ppt课件
和趋势。
02
微积分在机器学习中的应用
利用微积分优化算法,提高机器学习的效率和准确性。
03
微积分在金融工程中的应用
研究微积分在金融衍生品定价、风险管理等领域的应用,推动金融工程
的发展。
THANKS
感谢观看
用微积分解决经济学问题
总结词
微积分在经济学中用于研究经济现象的变化规律和优 化资源配置。
详细描述
在经济学中,微积分被用于分析边际成本、边际收益、 边际效用等问题,以及研究经济增长、通货膨胀、供需 关系等经济现象的变化规律。此外,微积分还可以用于 优化生产和分配资源,提高经济效率。
06
微积分的未来发展与展望
微积分与其他学科的交叉研究
微积分与物理学的交叉
01
研究微积分在解决物理问题中的应用,如流体力学、电磁学等
领域的数学模型。
微积分与经济学的交叉
02
探讨微积分在经济学理论和应用方面的作用,如最优控制理论
、动态规划等。
微积分与计算机科学的交叉
03
研究微积分在算法设计、数据科学、人工智能等领域的应用。
微积分的未来发展方向
上的整体性质,如求面积、体积等。
微积分提供了研究函数和解决实际问题的有效工具, 是高等数学的重要基础。
微积分的发展历史
17世纪,牛顿和莱布尼茨分别独立地创立了微 积分学,为微积分的发展奠定了基础。
19世纪,柯西、黎曼等数学家对微积分的概念和基 础进行了深入的研究和探讨,进一步完善了微积分理
论。
微积分的发展经历了漫长的过程,最早可以追 溯到古代数学家对面积、体积等问题的研究。
1 2
微积分的理论深化
进一步探索微积分的数学原理,发展新的理论和 方法。
大学微积分课件(PPT幻灯片版)pptx
高阶导数计算
高阶导数的计算一般采用归纳法 或莱布尼茨公式等方法进行求解。 需要注意的是,在计算过程中要 遵循求导法则和运算顺序。
应用举例
高阶导数在物理学、工程学等领 域有着广泛的应用。例如,在物 理学中,加速度是速度的一阶导 数,而速度是位移的一阶导数; 在工程学中,梁的挠度是荷载的 一阶导数等。
03 一元函数积分学
VS
几何意义
函数$y = f(x)$在点$x_0$处的导数 $f'(x_0)$在几何上表示曲线$y = f(x)$在点 $(x_0, f(x_0))$处的切线的斜率。
求导法则与技巧总结
基本求导法则
包括常数的导数、幂函数的导数、指数函数的导数、对数函数的导 数、三角函数的导数、反三角函数的导数等。
求导技巧
连续性与可微性关系
连续性
函数在某一点连续意味着函数在 该点有定义,且左右极限相等并 等于函数值。连续性是函数的基 本性质之一。
可微性
函数在某一点可微意味着函数在 该点的切线斜率存在,即函数在 该点有导数。可微性反映了函数 局部变化的快慢程度。
连续性与可微性关
系
连续不一定可微,但可微一定连 续。即函数的连续性是可微性的 必要条件,但不是充分条件。
历史发展
微积分起源于17世纪,由牛顿和莱布尼 茨独立发展。经过数百年的完善,已成 为现代数学的重要基础。
极限思想与运算规则
极限思想
极限是微积分的基本概念,表示函数在某一点或无穷远处的变 化趋势。通过极限思想,可以研究函数的局部和全局性质。
运算规则
极限的运算包括极限的四则运算、复合函数的极限、无穷小量 与无穷大量的比较等。这些规则为求解复杂函数的极限提供了 有效方法。
高等数学(微积分)ppt课件
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
质
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$)时 的无穷小量。
2024版大学微积分课件(ppt版)
大学微积分课件(ppt 版)目录•微积分概述•极限与连续•导数与微分•积分学•微分方程•微积分在实际问题中的应用PART01微积分概述微积分的定义与发展微积分的定义微积分是研究函数的微分与积分的数学分支,微分研究函数在某一点的变化率,而积分则是研究函数在一定区间上的累积效应。
微积分的发展微积分起源于17世纪的物理学和几何学问题,经过牛顿、莱布尼兹等数学家的努力,逐渐发展成为一门独立的数学学科。
微积分的研究对象与意义研究对象微积分的研究对象是函数,包括一元函数和多元函数,主要研究函数的性质、图像、变化率以及函数间的相互关系等。
研究意义微积分在自然科学、工程技术、社会科学等领域有着广泛的应用,如求解物理问题、优化工程设计、分析经济数据等。
微积分的基本思想与方法基本思想微积分的基本思想是通过局部近似来研究函数的整体性质,即“以直代曲”、“以不变应万变”。
基本方法微积分的基本方法包括微分法和积分法。
微分法是通过求导数来研究函数的局部性质,如单调性、极值等;积分法则是通过求原函数来研究函数的整体性质,如面积、体积等。
PART02极限与连续极限的概念与性质01极限的定义:描述函数在某一点或无穷远处的变化趋势。
02极限的性质:唯一性、局部有界性、保号性、四则运算法则。
03无穷小量与无穷大量:定义、性质及比较。
极限的运算法则与存在准则极限的四则运算法则加法、减法、乘法、除法。
极限存在准则夹逼准则、单调有界准则。
连续函数的概念与性质连续函数的定义函数在某一点连续的定义及性质。
间断点及其分类第一类间断点(可去间断点、跳跃间断点)、第二类间断点。
连续函数的性质局部性质(局部有界性、局部保号性)、整体性质(有界性、最值定理、介值定理)。
连续函数的四则运算加法、减法、乘法、除法。
初等函数基本初等函数及其性质,初等函数的连续性。
复合函数的连续性复合函数连续性的判断及证明。
连续函数的运算与初等函数PART03导数与微分导数的概念与几何意义导数的定义导数的几何意义可导与连续的关系描述函数图像在某一点处的局部变化率。
微积分简介 PPT课件
(注意:v不为0)
设y=f(v),v=g(x)均有导数,则
y '(x) f '(v).g '(x)
dy dy . dv dx dv dx
10
例3. y tan x,求y
解:
y'
sin x cos x
(sin
x) 'cos x sin cos2 x
x(cos
x) '
h
h0
1 2
gt
2
2
二、极限
当自变量x无限接近于某一数值x0(记作x x0) 时,函数f(x)的数值无限趋于某一确定的数值a,则
a叫做x x0时函数f(x)的极限值,记作
lim f (x) a
xx0
例2:
lim(x2 2x 3) ?
x0
lim arctan x
当取 x0 0 时,有近似公式
f (x) f (0) f '(0)x
15
当x为小量时,可得到一系列的近似公式
(1 x)N 1 Nx 1 x 1 1 x 2
ex 1 x ln(1 x) x sin x x; tan x x
16
一、定积分
积分
物体做匀速直线运动,路程=速度X时间,即s=v x t,
f (x) f '(x)
则在x=a到x=b区间内f(x)对x的定积分等于f(x)在这区 间内的增量,即
b
a f (x)dx f(b) f(a)
其中f(x)称为原函数。积分是导数的逆运算。
19
例1. 求 2 x3dx 0
2
大学微积分课件(PPT版)
微分方程的解
满足微分方程的函数称为微分方程的解。
一阶微分方程
一阶线性微分方程
形如y'=f(x)y' = f(x)y'=f(x)y=f(x)的一阶微 分方程,可以通过分离变量法求解。
一阶非线性微分方程
形如y'=f(y/x)y' = f(y/x)y'=f(y/x)的一阶微 分方程,可以通过变量代换法求解。
定积分的计算
计算方法与技巧
定积分的计算是微积分中的重要技能。常用的计算方法包括换元法、分部积分法、牛顿-莱布尼兹公 式等。通过这些方法,可以将复杂的定积分转化为易于计算的形式。
反常积分
概念与计算方法
VS
反常积分分为无穷积分和瑕积分两种 类型。对于无穷积分,需要讨论其在 有限的区间上收敛的情况;对于瑕积 分,需要讨论其在某一点附近的收敛 情况。反常积分的计算方法与定积分 的计算方法类似,但需要注意收敛的 条件。
极限与连续性
极限的定义与性质
极限的定义
极限是描述函数在某点附近的变化趋势 的一种数学工具。对于函数$f(x)$,如果 当$x$趋近于$a$时,$f(x)$的值趋近于 某个确定的常数$L$,则称$L$为函数 $f(x)$在点$a$处的极限。
极限的性质
极限具有唯一性、有界性、保序性和 局部有界性等性质。这些性质有助于 我们更好地理解极限的概念和应用。
连续函数的图像
连续函数的图像是连续不断的曲线。在微积分中,我们经常需要研究连续函数的性质和 变化规律,以便更好地解决实际问题。
03
导数与微分
导数的定义与性质
要点一
导数的定义
导数是函数在某一点的变化率,表示函数在该点的切线斜 率。
《微积分》PPT课件
重积分
1
§9.2 二重积分的计算
一、利用直角坐标计算二重积分
二、利用极坐标计算二重积分
三、小结
微积分Ⅰ
第九章
重积分
2
一、利用直角坐标计算二重积分
1、积分区域的类型 设积分区域 D 可以用不等式 1 ( x ) y 2 ( x ), a x b 来表示, 则称 D 为 X - 型区域, 其中函数 1 (x)、 2 (x) 在区间 [a, b] 上连续.
微积分Ⅰ
第九章
重积分
22
例 7 求两个底圆半径都等于 R 的直交圆柱面所
围成的立体的体积 V.
z
2 2
解 设两个直圆柱方程为
2 2 2
x y R , x z R . 由立体关于坐标平面的对 o R y 称性可知, 所求体积为第一卦 限部分体积的 8 倍. x ∵所求立体在第一卦限部 分可看成是一个曲顶柱体, 它的顶为柱面 z R2 x 2 ,
若改变该二次积分的次序, 则 D 变为 Y - 型区域,
微积分Ⅰ
第九章
重积分
15
2 D {( x , y ) | 0 y 1, 1 1 y x 2 y }, 即
dx
0
1
2 x x2
0
2 y
f ( x, y)dy dx
1
2
2 x
0
f ( x, y)dy
f ( x , y )d a [ ( x ) f ( x, y)dy]dx.
D
b
上式右端的积分称为先对 y、后对 x 的二次积分. 就是说, 先把 x 看作常数, 把 f (x, y) 只看作 y 的函数, 并 对 y 计算从 1(x) 到 2(x) 的定积分; 然后把所得的结 果 (是 x 的函数) 再对 x 计算在区间 [a, b] 上的定积分. 这个先对 y、后对 x 的二次积分也常记作
《微积分导学讲解》PPT课件
三、注意抓好学习的六个环节
微积分这门课是同学们进入大学后遇到的第一门课,也 是一门最重要的基础课。由于在教学方法上、在对学生能力的 培养目标上与中学时有很大的不同,因此,同学们在一开始会 感到很不适应。为了尽快适应这种环境,要注意抓好下述六个 学习环节。 (1)预习
为了提高听课效果,每次上课前应对教师要讲的内容进 行预习。预习的重点是阅读一下要讲的定义、定理和主要公式。 预习的主要目的是:第一,使听课时心里有个底,不至于被动 地跟着教师的“脚后跟”跑;第二,知道哪些地方是重点和自 己的难点疑点,从而在听课时能提高效率;第三,可以弥补由 于基础、理解力上的差异所造成的听课困难。形象地说,预习 就象要到某个名胜游览之前,先买个旅游图及其说明来看一看, 以便在旅游时更主动,收获更大。
7/20
第三阶段:变量数学时期
即“微积分”时期。这个时期以17世纪中叶笛卡 儿的解析几何的诞生为起点,止于19世纪中叶。这个 时期和前一时期的区别在于,前一时期是用静止的方 法研究客观世界的个别要素,而这一时期是运用运动 和变化的观点来探究事物变化和发展的规律。 在这个时期,变量与函数的概念进入了数学,随 后产生了微积分。这个时期虽然也出现了概率论和射 影几何等新的数学分支,但似乎都被微积分过分强烈 的光辉掩盖了它们的光彩。这个时期的基本成果是解 析几何、微积分、微分方程等,它们是现今高等院校 中的基础课程。
“初等”数学与“高等”数学之分完全是按照惯例形成的。 可以指出习惯上称为“初等数学”的这门中学课程所固有的两 个特征。 第一个特征在于其所研究的对象是不变的量(常量)或 孤立不变的规则几何图形;第二个特征表现在其研究方法上。 初等代数与初等几何是各自依照互不相关的独立路径构筑起来 的,使我们既不能把几何问题用代数术语陈述出来,也不能通 过计算用代数方法来解决几何问题。 16世纪,由于工业革命的直接推动,对于运动的研究成 了当时自然科学的中心问题,这些问题和以往的数学问题有着 原则性的区别。要解决它们 ,初等数学以不够用了,需要创 立全新的概念与方法,创立出研究现象中各个量之间的变化的 新数学。变量与函数的新概念应时而生,导致了初等数学阶段 向微积分阶段的过渡。
《微积分入门》课件
目录
• 微积分简介 • 极限与连续性 • 导数与微分 • 积分 • 微分方程
01
微积分简介
微积分的起源
01
微积分的起源可以追溯到古 代数学,如希腊数学家阿基 米德对面积和体积的研究。
02
微积分的发展在17世纪取得 了突破,以牛顿和莱布尼茨
的工作为基础。
03
微积分在18世纪和19世纪得 到了进一步的发展和完善, 成为现代数学的重要分支。
反常积分
反常积分的定义
反常积分又称为瑕积分,它是在一个区间上定义的,但与常规的定积分有所不同。反常 积分分为两种:一种是无穷区间上的反常积分,另一种是有限区间上无界函数的反常积
分。
反常积分的性质
反常积分也具有一些重要的性质,如可加性、区间可加性等。这些性质在处理一些特殊 函数或解决一些实际问题时非常有用。
微积分的应用
01
微积分在物理学、工程学、经济学、生物学等领域 有着广泛的应用。
02
微积分可以用来解决速度、加速度、功率、电流、 压力、密度等问题。
03
微积分在金融领域中可以用来计算股票价格、投资 回报率等。
微积分的基本概念
01
极限
极限是微积分的基本概念之一 ,它描述了函数在某一点的变
化趋势。
02
05
微分方程
微分方程的建立与求解
总结词
理解微分方程的建立过程,掌握求解微 分方程的基本方法。
VS
详细描述
微分方程是描述数学模型中变量之间变化 关系的工具,通过理解问题背景和数学模 型,可以建立微分方程。求解微分方程的 方法包括分离变量法、常数变异法、参数 变异法等,这些方法能够求解各种类型的 微分方程。
《微积分》PPT课件
x x0
f (x)
f
(x0 )
何时函数f(x)在 点 处间断?
(1)f(x)在点 x0 处无定义;
(2)f(x)在点
x0 处有定义,但
时,函数f(x)以常数A为极限,记作
lim f (x) A或f (x) A(x )
x
定 义 2 . 5 : 若 对 于 任 意 给 定 的 正 数 , 总 存
在一个正数M,使得当x>M(x<-M)时,
恒 有 f (x) A< 成 立 , 则 称 当 x (x )
时,函数f(x)以常数A为极限,记作
y=arcsinx x [1,1], y [ , ]
22
y=arccos x [-1,1], y [0, ]
y=arctanx X R, y ( , ) 22
y=arccotx X R,y (0,)
1.4 初等函数(三角函数)
正弦函数和余弦函数
正切函数和余切函数
正割函数与余割函数
三角函数的基本关系式:
xx0
ua
2.4
被迫性定理 若在某个变化过程中,
恒有y≤x≤z,且 limy=limz=A,则limx=A
两个重要极限(必考)
单调有界定理
单调有界的数列
必有极限
} 单 调 增 + 有 上 界
单调减+有下界
数列收敛
定理 2.12
定义 2.9
定理 2.13
若数列 {an}满足 an an1(或an an1)(n N) 则称数列 {an}为单调增 加(或单调减少)数列。
当x 0时,等价无穷小量:
sinx~x tanx~x
arcsinx~x 1-cosx~x2
大学微积分课件(PPT幻灯片版)
例 1 比较积分值0 e dx 和0 xdx 的大小.
解 令 f ( x ) e x x,
2
x
2
x [ 2, 0]
x ( e 2 x )dx 0, 0
f ( x ) 0,
0
0
2
e dx 2xdx ,
x
于是
2
0
e dx 0 xdx .
a
x1
x i 1 i xi
x n 1 b
x
以 [ xi 1 , xi ]为底, f ( i ) 为高的小矩形面积为
Ai f ( i ) x i
曲边梯形面积的近似值 n 为
i 1
A f ( i )xi
当分割无限加细 , 记小区间的最大长度 或者 ( x )
x max{ x1 , x2 , x n }
积分上限
为
f ( i )x i a f ( x )dx I lim 0 i 1
被 积 函 数
被 积 表 达 式
b
n
积分和
积分下限
积 分 变 量
[a , b] 积分区间
注意:
(1)积分值仅与被积函数及积分区间有关, 而与积分变量的字母无关.
a f ( x )dx a f (t )dt a f (u)du
(2)定义中区间的分法和 i 的取法是任意的.
(3)当函数 f ( x ) 在区间[a , b]上的定积分存在时 ,
b
b
b
称 f ( x ) 在区间[a , b]上可积.
三、存在定理
定理 1 当函数 f ( x ) 在区间[a , b ] 上连续时
《高等数学微积分》课件
实际应用
极值问题在经济学、物理学等领域有广泛应 用,如成本最小化、利润最大化等。
曲线的长度
曲线长度公式
利用微积分计算曲线的长度。
参数方程
通过参数方程将曲线表示为参数的函数,便于计算长度。
实际应用
在工程、地理等领域,需要计算各种曲线的长度,如河流长度、 道路长度等。
面积和体积
面积和体积公式
利用微积分计算平面图形的面积和空间图形的体积。
结合律
微积分运算还具有结合律,即函数的微积分运算顺序不影响结果。
交换律
此外,微积分运算还满足交换律,即函数的微积分运算满足交换律 。
微积分运算的法则
分部积分法
分部积分法是微积分运算中的一 种重要方法,它将两个函数的乘 积的导数转化为两个函数的导数 的乘积,从而简化了计算过程。
换元法
换元法是微积分运算中的另一种 重要方法,它通过引入新的变量 来简化计算过程。
如何提高微积分的计算能力?
总结词:掌握计算方法 总结词:细心谨慎 总结词:多做练习题
详细描述:提高微积分的计算能力需要熟练掌握各种计 算方法,如极限的计算、导数的计算和积分的计算等。 掌握这些方法可以更快更准确地完成计算。
详细描述:在微积分的计算过程中,需要细心谨慎,避 免因粗心大意而导致的错误。仔细检查每一步的计算过 程,确保准确性。
微分
微分的定义与性质
微分是函数在某一点附近的小变化量,它描述了函数在该点附近的变化趋势。微分具有一些重要的性质,如线性性、 可加性和可乘性。
微分的计算方法
包括微分的四则运算法则、复合函数的微分法则、隐函数的微分法则等。这些方法可以帮助我们快速准确地计算函数 的微分。
微分的应用
微分在许多领域都有广泛的应用,如近似计算、误差估计、优化问题等。例如,在近似计算中,微分可 以用来估计函数在某一点的近似值;在优化问题中,微分可以用来寻找函数的极值点。
微积分课件
03
导数与微分
导数的定义与计算
总结词
导数是函数值随自变量改变的速度,是函数变化的局部线 性近似。
详细描述
导数是微积分中的基本概念之一,它描述了函数值随自变 量改变的变化率。对于连续函数,求导数就是求函数值随 自变量改变的速度。导数的计算包括求导公式和求导法则 。
总结词
高阶导数是函数值随自变量多次改变的速度,是高阶线性 近似。
06
微分方程与差分方程
微分方程的基本概念
定义
微分方程是包含未知函数及其导数的等式。它可以描述物 理、化学、生物等自然现象的变化规律,也可以描述工程 设计中的各种问题。
分类
根据未知函数导数的阶数,微分方程可以分为一阶、二阶 、高阶等。根据是否含有参数,微分方程可以分为常系数 和变系数。
解题思路
解决微分方程一般采用“降阶法”,即把高阶微分方程转 化为低阶微分方程,或者把变系数微分方程转化为常系数 微分方程,然后分别求解。
了微积分,并发展出了不同的方法。
微积分的发展
03
微积分在后来的发展中,经历了许多数学家的努力,
逐渐完善和扩展。
微积分的重要性
科学计算
微积分是科学计算的基础,对于物理、工程、生物等领域都有重 要的应用。
理论意义
微积分是数学的一个重要分支,对于数学理论的发展也有重要的 意义。
实际应用
微积分的应用广泛,如经济学、金融学、计算机科学等。
常见的一阶微分方程及其解法
定义
只含有一个未知函数及其导 数的一个等式称为一阶微分 方程。常见的形式有 dy/dx = f(x,y) 或 d²y/dx² = f(x,y)
。
解法
常见的一阶微分方程有指数 函数、三角函数、幂函数等 形式的解。通过代入法或变 量替换法,将原方程转化为
《微积分》课件
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
$lim_{x to 0} frac{sin x}{x} = 1$
$lim_{x to infty} frac{1}{x} = 0$
$lim_{x to 0} (1 + x)^{1/x} = e$
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a
(a) a f (t)dt 0 F (a) C,
F ( x)
0
x
2
,
0 f (t)dt
x
f ( x) 0, ( x 0) f (t)dt 0, 0
又( x t) f (t) 0, 且不恒为0,0 t x,
x
0 ( x t) f (t)dt 0, F ( x) 0 ( x 0).
F ( x) d b( x)
dx a( x)
f (t)dt
f b( x)b( x)
f a( x)a( x)
证
0
F(x)
b( x)
f (t )dt f (t)dt
a( x)
0
b( x)
a( x)
f (t)dt f (t)dt,
0
0
F ( x) f b( x)b( x) f a( x)a( x)
4.2 微积分基本定理(79)
7
例1
1 et2dt
求极限
lim
x0
cos x
x2
.
分析:这是 0 型不定式,应用洛必达法则. 0
解
d dx
1 et2 dt
cos x
d dx
cos x et2 dt ,
1
ecos2 x (cos x) sin x ecos2 x ,
加函数.
证
d
x
tf (t)dt xf ( x),
d
x
f (t)dt f ( x),
dx 0
dx 0
x
x
xf ( x) f (t)dt f (x) tf (t)dt
F ( x)
0 x
0 2
0 f (t)dt
4.2 微积分基本定理(79)
9
x
f ( x) ( x t) f (t)dt
( x) d
dx
x
a f (t)dt f ( x) .
y
证 ( x x)
x x
f (t)dt
a
y f (x)
( x x) ( x)
x x
x
a f (t)dt a f (t)dt o
4.2 微积分基本定理(79)
( x)
T2 v(t)dt
T1
s(T2 ) s(T1),
其中 s(t) v(t).
4.2 微积分基本定理(79)
3
2、积 b]上连续,并且设 x为 [a, b]上的一点, 考察定积分
x
x
a f ( x)dx a f (t)dt.
如果上限 x在区间[a, b]上任意变动,则对每个取
x
( x) a f (t)dt 就是 f ( x)在[a, b]上的一个原
函数.
定理的重要意义:
(1)肯定了连续函数的原函数是存在的. (2)初步揭示了积分学中的定积分与原函数之 间的联系.
4.2 微积分基本定理(79)
12
4.2.2 牛顿—莱布尼茨公式
定理 2(微积分基本定理)
如果F ( x)是连续函数 f ( x)在区间[a,b]上
a x x x b x
5
x
x x
x
a f (t)dt x f (t)dt a f (t)dt
x x
y
x f (t)dt,
由积分中值定理得
( x)
f ( )x
o
[ x, x x],
a
x x x b x
(或 [x x, x])
故F ( x)在(0,)内为单调增加函数.
4.2 微积分基本定理(79)
10
例 3 设 f ( x)在[0,1]上连续,且 f ( x) 1.证明
x
2x f (t )dt 1在 (0,1) 内只有一个解. 0
证
令
F(x) 2x
x
f (t)dt 1,
0
f ( x) 1, F ( x) 2 f ( x) 0,
f ( ), lim lim f ( )
x
x0 x x0
x 0, x ( x) f ( x).
4.2 微积分基本定理(79)
6
补充 如果 f (t)连续,a( x)、b( x)可导,
b( x)
则 F ( x) f (t )dt 的导数F( x)为 a( x)
4.2.1 原函数存在定理
1、变速直线运动问题
设某物体作直线运动,已知速度v v(t)是时
间间隔[T1,T2 ]上t 的一个连续函数,且v(t) 0,
求物体在这段时间内所经过的路程.
变速直线运动中路程为 T2 v(t)dt T1
另一方面这段路程可表示为 s(T2 ) s(T1 )
F( x)在[0,1]上为单调增加函数. F (0) 1 0,
1
1
F (1) 1 0 f (t)dt 0 [1 f (t)]dt 0,
所以F ( x) 0即原方程在 (0,1) 内只有一个解.
4.2 微积分基本定理(79)
11
定理 (原函数存在定理)
如果 f ( x)在[a, b]上连续,则积分上限函数
的一个原函数,则
b f ( x)dx F (b) F (a) . a
证 已知F( x)是 f ( x)的一个原函数,
又
x
( x) a
f (t)dt 也是 f ( x)的一个原函数,
4.2 微积分基本定理(79)
13
F( x) ( x) C x [a,b]
令 x a F(a) (a) C,
lim
1 et2 dt
cos x
sin x ecos2 x lim
1.
x0
x2
x0
2x
2e
4.2 微积分基本定理(79)
8
例 2 设 f ( x)在(,)内连续,且 f ( x) 0.
x
证明函数
F(x)
0 tf
x
(t )dt
在(0,)内为单调增
0 f (t)dt
定的 x值,定积分有一个对应值,所以它在[a, b]
上定义了一个函数,称为积分上限函数,记为:
x
( x) a f (t)dt.
4.2 微积分基本定理(79)
4
定理1 如果 f ( x)在[a, b]上连续,则积分上限函数
x
( x) a f (t)dt
在[a, b]上具有导数,且它的导数是