变限积分与微分方程
6考研数学大纲知识点解析(第六章微分方程和差分方程(数学一))
满足初始条件
的特
【解析】令
,则
,原方程化为
,即
,
于是 因
,得
,故
,由
,
知,应取
.
即
,解得
,又由
,得
,故
.
(3)型如: 间变量,即
.方程的特点是不显含自变量 .令 ,由复合函数求导的链式法,则有
,视 为中
将之代入方程,得 这是函数 关于变量 的一阶微分方程.若能求出其通解
则可再由方程
或
两边积分后求得方程的通解
【解析】 将
代入方程
(D)
.
,得
由题设可知 从而有
类似地,将
代入方程
解得
,故选(A).
.
,得
,
【例题】(89 年,数学一/数学二/数学三)设线性无关的函数
都是二阶非齐次线性
方程 .
的解,
是任意常数,则该非齐次方程的通解是
(A)
.
(B)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
(C)
. (D)
.
【答案】(D).
【解析】根据解的性质,
均为齐次方程的解,且线性无关,因此
;
(2) 求出特征根 和 ;
(3) 根据特征根的不同情形按下表写出方程(1)的通解:
表 二阶常系数线性齐次微分方程的通解
特征根情形
通解形式
相异实根 相同实根 共轭复根
【例题】求微分方程 【解析】特征方程为 故齐次微分方程的通解为
的通解.
,解特征根为
.
.其中
为任意常数.
【例题】求微分方程 【解析】特征方程为 故齐次方程的通解为
.
设非齐次方程
第二章 微分和变分
最小二乘法(Least square method)
通过使在整个求解域上的平方和取极小值来消除残值
V
R R dV I
T
湖南大学机械与运载工程学院 College of Mechanical & Vehicle Engineering, Hunan University
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连续介质系统
微分方程 (Differential formulation) 变分方程 (Variational formulation)
加权余量法 Weighted residual method(WRM) Galerkin Method 最小二乘法 Least square method 配点法等
xL
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虚位移原理-平衡方程和约束条件
由此我们可以推导得到微分形式
u 2u B R AE 2 f 0 EA x x L x 2 2 2 u 1 u E u B 2 2 C f A 2 2 x C t t
有限元基础知识:虚位移原理,加权余量 法
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三本教材 The Finite Element Method-Volume I 有限单元法基本原理和数值方法 有限元法的实用教程
变上限积分跳跃间断点可导的证明
变上限积分跳跃间断点可导的证明变上限积分跳跃间断点可导的证明一、引言在数学领域中,变上限积分是一种重要的积分形式,它的性质和应用广泛存在于微积分和实变函数理论中。
而对于变上限积分跳跃间断点可导的证明,具有一定的挑战性和深度,需要系统的推导和理解。
本文将从简到繁,由浅入深地探讨这一主题,并进行全面评估,以便读者能更深入地理解。
二、变上限积分的概念和特点我们来回顾一下变上限积分的定义和基本特点。
对于函数$f(x, t)$,如果它在闭区间$[a, b]$上关于$t$是可积的,并且对于$x\in[a,b]$,函数$F(x)=\int_{a}^{x}f(x, t)dt$是关于$x$连续的,则称$F(x)$是变上限积分。
变上限积分的性质包括线性性、保号性等,是微积分理论中的重要内容。
三、跳跃间断点的概念和性质接下来,我们需要了解跳跃间断点的概念和性质。
在实变函数理论中,若函数$f(x)$在点$x_0$处的左右极限存在但不相等,我们称点$x_0$是函数$f(x)$的跳跃间断点。
跳跃间断点通常是函数不连续的重要原因,它具有一定的特殊性和复杂性。
四、变上限积分跳跃间断点可导的证明现在,让我们开始探讨变上限积分跳跃间断点可导的证明。
我们需要从基本的定理和性质入手,逐步推导和论证。
假设函数$f(x, t)$在闭区间$[a, b]$上关于$t$是可积的,并且对于$x\in[a,b]$,函数$F(x)=\int_{a}^{x}f(x, t)dt$是关于$x$连续的。
此时,如果函数$f(x, t)$关于$t$满足一定的条件,我们可以证明$F(x)$在跳跃间断点处是可导的。
具体而言,我们需要利用变上限积分的定义,结合导数的极限定义和连续函数的性质,对函数$F(x)$在跳跃间断点处的导数进行推导和分析。
通过严谨的推导和论证,可以证明变上限积分在跳跃间断点处是可导的,并且给出导数的表达式和性质。
这一证明过程需要较强的数学功底和逻辑推理能力,但对于理解变上限积分的深层含义和特殊性具有重要意义。
alevel数学a2知识点有哪些
alevel数学a2知识点有哪些
A-Level数学A2阶段的知识点主要包括:
1. 微积分:这是A2阶段的核心内容之一,涵盖了函数、导数、积分以及应用等方面。
具体包括高阶导数、定积分、变限积分和微分方程等重要概念。
2. 向量与三角法:这是另一个重要部分,涉及到向量的定义、运算规则,以及向量的点乘和叉乘等重要概念。
此外,还有三角法的基本性质、三角函数以及三角恒等式等相关内容。
3. 微分方程:这是A2阶段的重难点内容之一。
主要介绍微分方程的定义、分类以及一阶和二阶微分方程的求解方法。
还会通过一些实际问题,展示微分方程在物理和工程等领域的实际应用。
4. 统计与概率:这是另一个重要领域,详细介绍概率论的基本概念,包括随机变量、期望、方差以及常见概率分布等。
还会讨论统计学的基本原理和方法,包括样本调查、频率分布以及假设检验等。
5. 解析几何:这是A2阶段的最后一个重要模块,深入讨论点、直线、平面和圆等几何图形的方程和性质。
还会介绍点与直线的关系、点与平面的关系以及直线与平面的关系等重要概念。
此外,还会讲解三维空间中的向量和平面等相关内容。
6. 代数:这是A2阶段另一个重要的知识点,涉及到方程、不等式、函数和多项式等方面。
需要掌握如何解方程、如何求解不等式、如何求解函数和如何分解多项式等技巧。
7. 几何:涉及平面几何和立体几何等方面。
需要掌握如何计算图形的面积和周长,以及如何计算立体图形的体积和表面积等技巧。
以上知识点仅供参考,建议查阅A-Level数学教材或咨询专业教师获取更准确的信息。
一阶微分方程求解公式是变限积分
一阶微分方程求解公式是变限积分(最新版)目录一、引言二、一阶微分方程的基本概念三、一阶微分方程的求解方法:变限积分四、变限积分的求解步骤及示例五、结论正文一、引言微分方程是数学领域中的一个重要分支,它在物理、工程以及经济等多个领域中都有着广泛的应用。
微分方程可以根据其阶数进行分类,其中一阶微分方程是最基本的类型。
对于一阶微分方程,其求解方法有很多,而变限积分是其中一种非常实用的方法。
本文将详细介绍一阶微分方程以及其求解方法——变限积分。
二、一阶微分方程的基本概念一阶微分方程是指关于未知函数的一阶导数的方程,其一般形式可以表示为:dx/dt + p(t)x + q(t) = 0其中,p(t) 和 q(t) 是已知函数,x(t) 是未知函数。
解一阶微分方程,就是求解这个关于 x(t) 的方程。
三、一阶微分方程的求解方法:变限积分求解一阶微分方程的方法有很多,其中一种比较常用的方法是变限积分。
变限积分的原理是将微分方程中的未知函数看作是某个函数的导数,然后通过求解积分方程来得到未知函数的表达式。
四、变限积分的求解步骤及示例下面我们来详细介绍一下如何使用变限积分求解一阶微分方程。
步骤 1:根据微分方程的形式,确定积分方程的形式。
步骤 2:根据积分方程,确定积分的上下限。
步骤 3:对积分方程进行积分,求解出未知函数的表达式。
下面我们通过一个具体的示例来说明如何使用变限积分求解一阶微分方程。
示例:求解以下一阶微分方程:dx/dt + 2x + 1 = 0解:根据一阶微分方程的形式,我们可以得到积分方程:∫(dx/dt + 2x + 1) dt = ∫(0 + 2x + 1) dt = x^2 + 2x + t + C 其中,C 为积分常数。
根据积分方程,我们可以确定积分的上下限。
假设积分的上限为 t=T,下限为 t=0,则有:x^2 + 2x + T = 0解得:x = -1 ± sqrt(1 - T)根据求解出的 x,我们可以得到未知函数的表达式:x(t) = -1 ± sqrt(1 - t)五、结论通过以上示例,我们可以看到,利用变限积分求解一阶微分方程的方法是可行的。
高数重要知识点汇总
高数重要知识点汇总第一章 函数与极限一. 函数的概念1 两个无穷小的比较设0)(lim ,0)(lim ==x g x f 且l x g x f =)()(lim (1)l = 0,称f (x )是比g (x )高阶的无穷小,记以f (x) = 0[)(x g ],称g(x)是比f(x)低阶的无穷小。
(2)l ≠ 0,称f (x )与g (x )是同阶无穷小。
(3)l = 1,称f (x )与g (x )是等价无穷小,记以f (x ) ~ g (x )2 常见的等价无穷小当x →0时sin x ~ x ,tan x ~ x ,x arcsin ~ x ,x arccos ~ x1− cos x ~ 2/2^x , x e −1 ~ x ,)1ln(x + ~ x ,1)1(-+αx ~ x α二 求极限的方法1.两个准则准则1高数重要知识点汇总准则2.(夹逼定理)设g (x ) ≤ f (x ) ≤ h (x ) 放缩求极限若A x h A x g ==)(lim ,)(lim ,则A x f =)(lim2.两个重要公式公式11sin lim 0=→xx x 公式2e x x x =+→/10)1(lim 3.高数重要知识点汇总4.★用泰勒公式当x 0→时,有以下公式,可当做等价无穷小更深层次)()!12()1(...!5!3sin )(!...!3!2112125332++++-+++-=++++++=n n n n nxx o n x x x x x x o n x x x x e )(!2)1(...!4!21cos 2242n n n x o n x x x x +-+++-= )()1(...32)1ln(132n n n x o nx x x x x +-++-=++ )(!))1()...(1( (2)1(1)1(2n n x o x n n x x x +---++-++=+ααααααα)(12)1(...53arctan 1212153+++++-+-+-=n n n x o n x x x x x 5.洛必达法则定理1 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)0)(lim 0=→x f x x ,0)(lim 0=→x F x x ; (2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ;(3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 这个定理说明:当)()(lim 0x F x f x x ''→存在时,)()(lim 0x F x f x x →也存在且等于)()(lim 0x F x f x x ''→;当)()(lim 0x F x f x x ''→为无穷大时,)()(lim 0x F x f x x →也是无穷大. 这种在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式的极限值的方法称为洛必达(H L 'ospital )法则.)()(lim )()(lim 00x F x f x F x f x x x x ''=→→例1计算极限0e 1lim x x x→-. 解 该极限属于“00”型不定式,于是由洛必达法则,得 0e 1lim x x x→-0e lim 11xx →==. 例2计算极限0sin lim sin x ax bx→. 解 该极限属于“00”型不定式,于是由洛必达法则,得 00sin cos lim lim sin cos x x ax a ax a bx b bx b→→==. 注 若(),()f x g x ''仍满足定理的条件,则可以继续应用洛必达法则,即()()()lim lim lim ()()()x a x a x a f x f x f x g x g x g x →→→'''==='''二、∞∞型未定式 定理2 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)∞=→)(lim 0x f x x ,∞=→)(lim 0x F x x ; (2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ; (3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 注:上述关于0x x →时未定式∞∞型的洛必达法则,对于∞→x 时未定式∞∞型同样适用.例3计算极限lim (0)n x x x n e→+∞>. 解 所求问题是∞∞型未定式,连续n 次施行洛必达法则,有 lim e n x x x →+∞1lim e n x x nx -→+∞=2(1)lim e n xx n n x -→+∞-= !lim 0e x x n →+∞===. 使用洛必达法则时必须注意以下几点:(1)洛必达法则只能适用于“00”和“∞∞”型的未定式,其它的未定式须先化简变形成“00”或“∞∞”型才能运用该法则; (2)只要条件具备,可以连续应用洛必达法则;(3)洛必达法则的条件是充分的,但不必要.因此,在该法则失效时并不能断定原极限不存在.7.利用导数定义求极限)()(lim )()(lim 00x F x f x F x f x x x x ''=→→基本公式)()()(lim 0'000x f xx f x x f x =∆-∆+→∆(如果存在) 8.利用定积分定义求极限基本格式⎰∑==∞→101)()(1lim dx x f n k f n n k n (如果存在) 三.函数的间断点的分类函数的间断点分为两类:(1)第一类间断点设0x 是函数y = f (x )的间断点。
高等数学上册-知识点总结 (1)
高等数学(同济第七版)上册-知识点总结第一章 函数与极限一. 函数的概念1.两个无穷小的比较设0)(lim ,0)(lim ==x g x f 且l x g x f =)()(lim(1)l = 0,称f (x)是比g(x)高阶的无穷小,记以f (x) = 0[)(x g ],称g(x)是比f(x)低阶的无穷小。
(2)l ≠ 0,称f (x)与g(x)是同阶无穷小。
(3)l = 1,称f (x)与g(x)是等价无穷小,记以f (x) ~ g(x) 2.常见的等价无穷小 当x →0时sin x ~ x ,tan x ~ x ,x arcsin ~ x ,x arccos ~ x ,1? cos x ~ 2/2^x , x e ?1 ~ x ,)1ln(x + ~ x ,1)1(-+αx ~ x α二.求极限的方法1.两个准则准则 1. 单调有界数列极限一定存在准则 2.(夹逼定理)设g (x ) ≤ f (x ) ≤ h (x )若A x h A x g ==)(lim ,)(lim ,则A x f =)(lim2.两个重要公式公式11sin lim 0=→x xx公式2e x x x =+→/10)1(lim3.用无穷小重要性质和等价无穷小代换 4.用泰勒公式当x 0→时,有以下公式,可当做等价无穷小更深层次 5.洛必达法则定理1 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)0)(lim 0=→x f x x ,0)(lim 0=→x F x x ;(2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ;(3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 )()(lim)()(lim 00x F x f x F x f x x x x ''=→→这个定理说明:当)()(lim0x F x f x x ''→存在时,)()(lim 0x F x f x x →也存在且等于)()(lim 0x F x f x x ''→;当)()(lim0x F x f x x ''→为无穷大时,)()(lim 0x F x f x x →也是无穷大. 这种在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式的极限值的方法称为洛必达(H L 'ospital )法则.∞∞型未定式 定理2 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)∞=→)(lim 0x f x x ,∞=→)(lim 0x F x x ;(2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ;(3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 注:上述关于0x x →时未定式∞∞型的洛必达法则,对于∞→x 时未定式∞∞型同样适用.使用洛必达法则时必须注意以下几点:(1)洛必达法则只能适用于“00”和“∞∞”型的未定式,其它的未定式须先化简变形成“00”或“∞∞”型才能运用该法则; (2)只要条件具备,可以连续应用洛必达法则;(3)洛必达法则的条件是充分的,但不必要.因此,在该法则失效时并不能断定原极限不存在. 6.利用导数定义求极限基本公式)()()(lim 0'000x f xx f x x f x =∆-∆+→∆(如果存在)7.利用定积分定义求极限基本格式⎰∑==∞→11)()(1lim dx x f n kf n n k n (如果存在)三.函数的间断点的分类函数的间断点分为两类:(1)第一类间断点设0x 是函数y = f (x )的间断点。
考研——积分上限的函数(变上限积分、变限积分)知识点全面总结
考研——积分上限的函数(变上限积分)知识点()()xaF x f t dt =⎰形如上式的积分,叫做变限积分。
注意点:1、在求导时,是关于x 求导,用课本上的求导公式直接计算。
2、在求积分时,则把x 看作常数,积分变量t 在积分区间],[x a 上变动。
(即在积分内的x 作为常数,可以提到积分之外。
)关于积分上限函数的理论定理1如果)(x f 在],[b a 上连续,则)(x f 在(a ,b )上可积,而)(x f 可积,则⎰=xa dtt f x F )()(在],[b a 上连续。
定理2如果)(x f 在],[b a 上有界,且只有有限个间断点,则)(x f 在(a ,b )上可积。
定理3如果)(x f 在],[b a 上连续,则⎰=xa dt t f x F )()(在],[b a 上可导,而且有).(])([)(x f dt t f dx d x F xa=='⎰ ==========================================注:(Ⅰ)从以上定理可看出,对)(x f 作变上限积分后得到的函数,性质比原来的函数改进了一步:可积改进为连续;连续改进为可导。
这是积分上限函数的良好性质。
而我们知道,可导函数)(x f 经过求导后,其导函数)(x f '甚至不一定是连续的。
(Ⅱ)定理(3)也称为原函数存在定理。
它说明:连续函数必存在原函数,并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。
我们知道,求原函数是求导运算的逆运算,本质上是微分学的问题;而求定积分是求一个特定和式的极限,是积分学的问题。
定理(3)把两者联系了起来,从而使微分学和积分学统一成为一个整体,有重要意义。
重要推论及计算公式:推论1)(])([x f dt t f dx d bx -=⎰ <变上限积分改变上下限,变号。
> 推论2)()]([])([)(x x f dt t f dxd x c ϕϕϕ'=⎰ <上限是复合函数的情况求导。
一阶微分方程求解公式是变限积分
一阶微分方程求解公式是变限积分摘要:一、引言二、一阶微分方程的基本概念三、一阶微分方程的求解公式:变限积分四、变限积分的求解方法五、一阶微分方程求解的步骤与示例六、总结正文:一、引言微分方程是数学中一个重要的分支,它在物理、工程、经济等多个领域中都有着广泛的应用。
微分方程的求解对于理解现象的发展和预测未来趋势具有重要意义。
在本文中,我们将介绍一阶微分方程的求解公式——变限积分,以及如何利用这一公式来求解一阶微分方程。
二、一阶微分方程的基本概念一阶微分方程是指关于未知函数的最高阶导数为1 的微分方程。
一般形式为:dy/dx = f(x, y)其中,y 是未知函数,x 是自变量,f(x, y) 是已知函数。
求解一阶微分方程,就是求出y 关于x 的表达式。
三、一阶微分方程的求解公式:变限积分一阶微分方程的求解公式是变限积分。
具体来说,如果已知函数f(x, y) 可以表示为F(x) 与φ(y) 的乘积,即:f(x, y) = F(x)φ(y)那么,一阶微分方程的通解可以表示为:y = ∫[F(x)φ(y)]dy + C其中,C 为常数,∫[F(x)φ(y)]dy 表示对y 从0 到y 的变限积分。
四、变限积分的求解方法对于变限积分,我们可以采用分部积分法进行求解。
具体步骤如下:1.对F(x)φ(y) 进行积分,得到∫[F(x)φ(y)]dy;2.对∫[F(x)φ(y)]dy 求导,得到[F(x)φ(y)]";3.将步骤1 的结果与步骤2 的结果相减,得到∫[F(x)φ(y)]dy 的导数;4.将∫[F(x)φ(y)]dy 的导数代入一阶微分方程,得到:∫[F(x)φ(y)]dy" = F(x)φ(y) + C"其中,C"为常数;5.对∫[F(x)φ(y)]dy"进行积分,得到∫[F(x)φ(y)]dy;6.将步骤5 的结果代入∫[F(x)φ(y)]dy,得到:∫[F(x)φ(y)]dy = [F(x)φ(y)] - ∫[F(x)φ(y)]dy"7.将∫[F(x)φ(y)]dy 的结果代入一阶微分方程的通解公式,得到:y = [F(x)φ(y)] - [F(x)φ(y)]" + C五、一阶微分方程求解的步骤与示例根据上述分析,一阶微分方程求解的步骤可以总结为:1.确定已知函数f(x, y) 的形式,寻找合适的函数F(x) 与φ(y);2.利用变限积分公式,求解一阶微分方程;3.根据求解结果,确定一阶微分方程的通解。
变限积分函数的运算
摘要 :基于变限积分函数的导数运算,给 出变限积分函数的一些其他几种运算规律及其应用。
A bstract:Based on the derivative operation of variable limite integral function,some operation rules and application about varia b le limite integ r a l
例 4(1995年数学二考研题)计算定积分 l f(x)dx,其中f(x)=
数 对 X的导 数 的 一 种 常 用 方法 。
l 堕 dt。
例 1(1995年数学一考研题)求— J,xcost‘dt=.
解 : x)dx=xf(x)lo— (x)dx
解:原式:f f! 。 t2 dt)_f:。。 t2dt一2x。 。 x4。
中图分类号 :0174;G642
文献标识码 :A
文章编号 :1006-4311(2012)04-0241-01
0 引 言 同济大学编
写的高等数学
教材
中给
出
了变
上
限积
分
函数
的 导
若b<0,则在[b,0)内』
dt>0,这与(2)式矛盾,故b=0。再由
数 公 式 :
洛 比达 法 则 及ljm
,
·
r
.
r "
,
= 竹 I 堕 dt~I坚婴r_d】【=I 二x_sinxdx=l sinxdx=2
例2设 x)连续,则} I f(x+t)dt=— —
4 变 限积 分 函数 的 积 分 方 程 的求 解 当 f(x)满 足 带 变 限 积 分 的 方 程 时 ,要 解 出 f(x),通 常 是 对 方程
高等数学(同济第七版)上册-知识点总结
高等数学(同济第七版)上册-知识点总结第一章 函数与极限一. 函数的概念1.两个无穷小的比较设0)(lim ,0)(lim ==x g x f 且l x g x f =)()(lim(1)l = 0,称f (x)是比g(x)高阶的无穷小,记以f (x) = 0[)(x g ],称g(x)是比f(x)低阶的无穷小。
(2)l ≠ 0,称f (x)与g(x)是同阶无穷小。
(3)l = 1,称f (x)与g(x)是等价无穷小,记以f (x) ~ g(x)2.常见的等价无穷小 当x →0时sin x ~ x ,tan x ~ x ,x arcsin ~ x ,x arccos ~ x ,1− cos x ~ 2/2^x , x e −1 ~ x ,)1ln(x + ~ x ,1)1(-+αx ~ x α二.求极限的方法1.两个准则准则 1. 单调有界数列极限一定存在准则 2.(夹逼定理)设g (x ) ≤ f (x ) ≤ h (x )若A x h A x g ==)(lim ,)(lim ,则A x f =)(lim2.两个重要公式公式11sin lim 0=→x xx公式2e x x x =+→/10)1(lim3.用无穷小重要性质和等价无穷小代换 4.用泰勒公式当x 0→时,有以下公式,可当做等价无穷小更深层次)()!12()1(...!5!3sin )(!...!3!2112125332++++-+++-=++++++=n n n n nxx o n x x x x x x o n x x x x e )(!2)1(...!4!21cos 2242n n n x o n x x x x +-+++-= )()1(...32)1ln(132n nn x o nx x x x x +-++-=++ )(!))1()...(1(...!2)1(1)1(2n n x o x n n x x x +---++-++=+ααααααα)(12)1(...53arctan 1212153+++++-+-+-=n n n x o n x x x x x 5.洛必达法则定理1 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)0)(lim 0=→x f x x ,0)(lim 0=→x F x x ;(2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ;(3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 这个定理说明:当)()(lim 0x F x f x x ''→存在时,)()(lim 0x F x f x x →也存在且等于)()(lim 0x F x f x x ''→;当)()(lim 0x F x f x x ''→为无穷大时,)()(lim 0x F x f x x →也是无穷大. 这种在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式的极限值的方法称为洛必达(H L 'ospital )法则.∞∞型未定式 定理2 设函数)(x f 、)(x F 满足下列条件:(1)∞=→)(lim 0x f x x ,∞=→)(lim 0x F x x ;(2))(x f 与)(x F 在0x 的某一去心邻域内可导,且0)(≠'x F ;(3))()(lim 0x F x f x x ''→存在(或为无穷大),则 注:上述关于0x x →时未定式∞∞型的洛必达法则,对于∞→x 时未定式∞∞型同样适用.使用洛必达法则时必须注意以下几点:(1)洛必达法则只能适用于“00”和“∞∞”型的未定式,其它的未定式须)()(lim)()(lim 00x F x f x F x f x x x x ''=→→)()(lim )()(lim 00x F x f x F x f x x x x ''=→→先化简变形成“00”或“∞∞”型才能运用该法则; (2)只要条件具备,可以连续应用洛必达法则;(3)洛必达法则的条件是充分的,但不必要.因此,在该法则失效时并不能断定原极限不存在. 6.利用导数定义求极限基本公式)()()(lim 0'000x f xx f x x f x =∆-∆+→∆(如果存在)7.利用定积分定义求极限基本格式⎰∑==∞→101)()(1lim dx x f n kf n n k n (如果存在)三.函数的间断点的分类函数的间断点分为两类:(1)第一类间断点设0x 是函数y = f (x )的间断点。
一阶微分方程求解公式是变限积分
一阶微分方程求解公式是变限积分摘要:一、引言1.一阶微分方程求解的重要性2.变限积分与一阶微分方程的关系二、一阶微分方程及其求解方法1.一阶微分方程的定义2.常见的一阶微分方程类型3.变限积分求解一阶微分方程的基本原理三、变限积分求解一阶微分方程的具体步骤1.确定微分方程的形式2.求解对应的变限积分3.利用变限积分求解微分方程四、案例分析1.实际问题中的应用2.具体求解过程及结果五、总结1.变限积分在一阶微分方程求解中的优势2.适用范围及局限性3.未来发展趋势正文:一、引言在我国的数学领域,一阶微分方程的求解一直占据着重要地位。
无论是在理论研究中,还是在实际问题的解决中,对一阶微分方程求解方法的研究都具有重要意义。
变限积分作为求解一阶微分方程的重要工具,为我们提供了全新的视角和思路。
本文将对一阶微分方程求解公式与变限积分的关系进行详细阐述。
二、一阶微分方程及其求解方法1.一阶微分方程的定义一阶微分方程是指关于未知函数及其导数的线性方程。
它可以表示为:F(x, y") = 0其中,F(x, y")是关于x和y"的函数,y"表示y对x的导数。
2.常见的一阶微分方程类型常见的一阶微分方程类型包括:常系数线性微分方程、伯努利微分方程、线性齐次微分方程等。
3.变限积分与一阶微分方程的关系变限积分是一种特殊的积分形式,它可以用于求解一阶微分方程。
通过将微分方程转化为与之等价的变限积分方程,我们可以利用积分的方法求解微分方程。
三、变限积分求解一阶微分方程的具体步骤1.确定微分方程的形式首先,我们需要确定待求解的一阶微分方程的具体形式。
这包括判断微分方程的类型,如常系数线性微分方程、伯努利微分方程等。
2.求解对应的变限积分根据微分方程的形式,我们可以将其转化为与之等价的变限积分方程。
然后,利用变限积分的性质和求解方法,求解该变限积分。
3.利用变限积分求解微分方程在求解变限积分的过程中,我们可以得到微分方程的解。
积分和微分的关系
积分和微分的关系积分和微分是微积分中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
在本文中,我们将探讨积分和微分的关系,并解释它们在数学和实际应用中的意义。
让我们来了解一下微分的概念。
微分是微积分中的基本操作之一,它用于求解函数的导数。
导数描述了函数在某一点上的变化率,可以帮助我们了解函数的斜率、极值和曲线的形状。
微分的定义是通过极限来实现的,即在一个点上,通过无限接近的两个点来计算函数的变化率。
微分常常用符号“dx”表示,表示无限小的变化量。
与微分相对应的是积分。
积分是微积分中的另一个基本操作,用于求解函数的面积、体积和累积量。
积分可以看作是微分的逆运算,它可以将微小的变化累积起来,得到函数在一定范围内的总变化量。
积分的定义也是通过极限来实现的,即将一个区间划分成无限多个无穷小区间,然后将每个无穷小区间的变化量相加。
积分常常用符号“∫”表示,表示求和的过程。
积分和微分之间存在着密切的关系,可以通过微分求积分,也可以通过积分求微分。
这种关系可以通过牛顿-莱布尼茨公式来表达,该公式将积分和微分联系在一起。
牛顿-莱布尼茨公式可以简单地表示为:∫(f'(x)dx) = f(x) + C其中,f(x)是函数f的原函数,f'(x)是函数f的导数,C是常数。
这个公式表明,对于一个函数的导函数,求其积分可以得到原函数(除去常数项)。
换句话说,微分和积分是互逆的操作。
积分和微分的关系在数学中具有广泛的应用。
它们被用于解决各种问题,包括求解曲线的长度、计算函数的平均值、求解微分方程等。
微分和积分也是微积分中的基本工具,为许多高级数学理论和方法的建立奠定了基础。
除了数学中的应用,积分和微分也在物理学、经济学、工程学等领域具有重要意义。
在物理学中,微分和积分被用于描述物体的运动、力学系统的行为以及电磁场的变化。
在经济学中,微分和积分被用于建立经济模型、分析市场行为以及预测未来的趋势。
在工程学中,微分和积分被用于分析电路的响应、控制系统的设计以及信号处理等领域。
微积分 数学概念
微积分数学概念
微积分是数学中的一个重要分支,主要研究函数的变化率、极限、积分和微分等概念。
以下是微积分中的几个关键概念:
1.函数:函数是一个数学对象,将一个或多个输入值映射到唯一的输出值。
它描述了变量之间的关系,常用符号表示为f(x)。
在微积分中,函数是研究的对象之一。
2.极限:极限是描述函数或数列趋于某个值的概念。
当自变量趋近于某个值时,函数的取值也会趋近于某个特定的值。
极限可以用符号lim表示,如lim(x→a)f(x)。
3.导数:导数是描述函数在某一点上变化率的概念。
它表示函数图像在某一点的切线斜率,也可以理解为函数在该点的瞬时变化率。
导数可以用符号f'(x)或dy/dx表示。
4.微分:微分是导数的一种应用,用于描述函数的局部线性逼近。
微分可以帮助我们计算函数的极值、判定函数的凹凸性等。
5.积分:积分是导数的逆运算,用于计算函数在一定区间上的累积量。
积分可以理解为曲线下面的面积或函数的累积总量。
积分可以用符号∫表示。
6.微分方程:微分方程是包含导数的方程,描述了函数或曲线的变化规律。
微分方程在物理学、工程学和自然科学等领域中具有广泛的应用。
7.泰勒级数:泰勒级数是一种将函数展开为无穷级数的方法,用于近似复杂函数。
它利用函数的导数在某一点的值来逼近函数的值。
这些概念是微积分的核心基础,它们相互关联,构成了微积分理论的重要组成部分。
微积分的应用范围广泛,涵盖了物理学、工程学、经济学、生物学等多个领域,并在科学研究和实际问题的解决中起着重要作用。
一阶微分方程求解公式是变限积分
一阶微分方程求解公式是变限积分微分方程是数学中一个重要的研究对象,广泛应用于物理、工程、经济等领域。
一阶微分方程是最简单的微分方程形式,它的一般形式可以表示为dy/dx=f(x,y),其中f(x,y)是已知的函数。
对于一阶微分方程,我们可以通过变限积分的方法来求解。
变限积分是一种重要的数学工具,它可以将一个函数与一个变量的下限和上限联系起来。
在求解一阶微分方程时,我们可以将微分方程两边进行变限积分,从而得到方程的解析解。
假设我们需要求解的一阶微分方程为dy/dx=f(x,y),我们可以将其两边进行变限积分,得到∫dy/∫dx=∫f(x,y)。
在这个变限积分的过程中,我们需要确定积分的上下限。
通常情况下,我们需要给定一个初始条件来确定积分的上限。
初始条件可以是在某个特定点(x0,y0)处的函数值,即y(x0)=y0。
通过将初始条件代入变限积分的上限,我们可以得到一个包含未知常数的方程。
接下来,我们可以通过求解这个包含未知常数的方程,来确定常数的值。
具体的求解方法可以是代入法、分离变量法、齐次方程法等。
通过求解方程,我们可以得到常数的值,从而得到一阶微分方程的解析解。
需要注意的是,在变限积分的过程中,我们需要保证积分存在。
对于一些特殊的函数形式,可能存在积分不存在的情况。
在这种情况下,我们需要考虑其他方法来求解微分方程,例如数值解法或级数解法。
总结起来,一阶微分方程的求解公式是变限积分。
通过将微分方程两边进行变限积分,并确定积分的上下限,我们可以得到方程的解析解。
求解过程中需要考虑初始条件,并通过求解包含未知常数的方程来确定常数的值。
变限积分是求解微分方程的常用方法之一,它在实际问题中具有广泛的应用。
(完整版)高数上册知识点
高等数学上册知识点第一章 函数与极限 (一) 函数1、 函数定义及性质(有界性、单调性、奇偶性、周期性);2、 反函数、复合函数、函数的运算;3、 初等函数:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数、双曲函数、反双曲函数; 4、 函数的连续性与间断点;函数)(x f 在0x 连续 )()(lim 00x f x f xx =→第一类:左右极限均存在。
间断点 可去间断点、跳跃间断点 第二类:左右极限、至少有一个不存在。
无穷间断点、振荡间断点5、 闭区间上连续函数的性质:有界性与最大值最小值定理、零点定理、介值定理及其推论。
(二) 极限 1、 定义 1) 数列极限εε<->∀N ∈∃>∀⇔=∞→a x N n N a x n n n , , ,0lim2) 函数极限εδδε<-<-<∀>∃>∀⇔=→A x f x x x A x f x x )( 0 , ,0 ,0)(lim 00时,当左极限:)(lim )(00x f x f x x -→-= 右极限:)(lim )(00x f x f xx +→+= )()( )(lim 000+-→=⇔=x f x f A x f x x 存在2、 极限存在准则 1) 夹逼准则: 1))(0n n z x y n n n ≥≤≤2)a z y n n n n ==→∞→∞lim lim a x n n =∞→lim2) 单调有界准则:单调有界数列必有极限。
3、 无穷小(大)量1) 定义:若0lim =α则称为无穷小量;若∞=αlim 则称为无穷大量。
2) 无穷小的阶:高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小、k 阶无穷小 Th1 )(~ααββαo +=⇔;Th2 αβαβαβββαα''=''''lim lim lim ,~,~存在,则(无穷小代换) 4、 求极限的方法 1) 单调有界准则; 2) 夹逼准则;3) 极限运算准则及函数连续性; 4) 两个重要极限:a) 1sin lim 0=→xx x b)e x x xx xx =+=++∞→→)11(lim )1(lim 10 5) 无穷小代换:(0→x ) a)x x x x x arctan ~arcsin ~tan ~sin ~b) 221~cos 1x x -c) x e x ~1- (a x a x ln ~1-) d) x x ~)1ln(+ (ax x a ln ~)1(log +)e) x x αα~1)1(-+第二章 导数与微分 (一) 导数1、 定义:000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='→ 左导数:000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='-→-右导数:000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='+→+ 函数)(x f 在0x 点可导)()(00x f x f +-'='⇔2、 几何意义:)(0x f '为曲线)(x f y =在点())(,00x f x 处的切线的斜率。
微积分的一些名词解释
微积分的一些名词解释引言:微积分作为数学的一个分支,是研究函数变化和区域面积的学科。
它具有广泛的应用领域,并且在物理、工程、经济学等领域发挥着重要作用。
在本文中,我们将介绍一些与微积分相关的重要名词,并解释其概念和应用。
一、函数(Function)函数是微积分的基本概念之一。
它描述了一个变量与另一个变量之间的关系。
函数可以用一个数学表达式表示,例如y = f(x),其中x和y分别表示独立变量和因变量。
函数可以是线性的,也可以是非线性的。
微积分通过研究函数的变化来研究问题,例如求解函数的导数和积分。
二、导数(Derivative)导数是函数的变化率的一种度量。
在微积分中,导数表示了函数在某一点的斜率,即函数图像在该点附近的切线的斜率。
导数可以帮助我们了解函数的变化趋势以及在特定点的变化情况。
导数在物理学、经济学等领域中具有广泛的应用,例如速度是位移对时间的导数。
三、积分(Integral)积分是导数的逆运算。
它表示了函数在一定时间、距离或其他变量范围内的累积变化量。
积分可以看作是求解曲线下的面积或区域的过程。
在微积分中,常用的积分方法有定积分和不定积分。
定积分表示在确定的范围内求解曲线下的面积,而不定积分可以求解函数的原函数。
四、极限(Limit)极限是微积分中的重要概念之一。
它描述了当自变量趋近于某个值时,函数的趋势和性质。
极限可以用来判断函数在某一点处的收敛性和发散性。
例如,我们可以通过求解极限来求解函数的导数和积分。
极限的概念还涉及到无穷大和无穷小的概念,这是微积分中的基本思想之一。
五、微分(Differential)微分是导数的微小变化量。
它表示了函数在某一点的局部变化情况。
微分在物理学和工程学中具有重要应用,例如描述物体的位置、速度和加速度之间的关系。
微分方程是微积分的一个重要分支,它可以用来描述各种自然现象和工程问题。
六、级数(Series)级数是由一系列无限项相加而得到的和。
级数在微积分中起着重要作用,例如泰勒级数和幂级数可以用来表示函数在某个点附近的展开式。
《变上限定积分》课件
直接法
总结词
直接法是利用微积分基本定理,将变上限定积分转化为定积分进行计算。
详细描述
直接法的基本思路是将变上限定积分$int_{a(x)} f(x,t) dt$转化为定积分$int_{a}^{b} f(x,t) dt$,其中$a(x)$和 $b$都是关于$x$的函数。然后利用微积分基本定理,将定积分转化为关于$x$的函数,从而求出变上限定积分的 值。
积分与微分的关系
如果f(x)在[a, b]上可微,则∫(a→b) f'(x) dx = f(b) - f(a)。
变上限定积分与普通定积分的联系
当a和b均为常数时,变上限定积分退 化为普通定积分。
普通定积分是变上限定积分的特殊情 况,而变上限定积分是普通定积分的 推广。
03
CATALOGUE
变上限定积分的计算方法
几何意义
变上限定积分可以理解为曲线y=f(x)与直线x=a,x=b以及x轴所围成的曲边梯形的面积随a和b的变化 而变化。
变上限定积分的性质
积分区间的可加性
∫(a→c) f(x) dx = ∫(a→b) f(x) dx + ∫(b→c) f(x) dx。
线性性质
∫(a→b) [k*f(x) + m*g(x)] dx = k*∫(a→b) f(x) dx + m*∫(a→b) g(x) dx。
换元法
总结词
换元法是通过引入新的变量替换原变量,将变上限定积分转化为更容易计算的 积分。
详细描述
换元法的基本思路是引入新的变量替换原变量,使得新的变量与原变量之间的 关系更容易处理。通过这种方式,可以将变上限定积分转化为更容易计算的积 分,从而简化计算过程。
分部积分法
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等式两端乘以 x 得
2 x
xf x x e f t d t ,
x 0
两端关于 x 求导,得
f x xf x 2x e x x2 e x f x,
解出 f x 2 x e x .
相关例题1
于是
f x f x d x 2 x e x d x x 1e x C .
相关例题2
设函数 x 可导,且满足
x cos x 2 x sin t d t x 1 .
x 0
解答:
两端对 x 求导得
xcos x xsin x 2 x sin x 1,
令 y x ,上式即为
y tan x y sec x ,
x e x x x x t d t
x x 0
e t d t ,
x x 0
由上式可知 x 可导,且有 x e x x .
相关例题3
令 y x ,上式即为 y y e x ,且由 x 和
这是一阶线性微分方程,其通解为
相关例题2
ye sec x e tan x d x d x c 1 cos x sec x d x c cos x
tan x d x
cos xtan x c ,
又,从原式可得 0 1 ,代入上式得 c 1 ,于 是得
x 的表达式知: y0 1 , y0 1 ,解此初值
问题,得
1 x cos x sin 分离变量的一阶微分方程,分离变量
并积分
f x 2 dx d x, f x x 1
2
解得 f x cx 1 .由于 f 0 1 ,代入得
c 1 ,从而 f x x 12 .
常见错误
在求导时混淆了上限变量和积分变量的区
在等式两端关于 x 求导,得
4x 5 f x 31 f t d t 3x 2 f x ,
x
整理后得
x 1 f x 31 f t d t ,
x
继续求导,有
f x x 1 f x 3 f x ,
或
x 1 f x 2 f x .
x cos xtan x 1 sin x cos x .
相关例题3
设函数 x 连续,且满足 求 x .
x e t t d t x t d t ,
x x x 0 0
解答:
根据题设条件,可知 x 可导,且有
题
目
设 f x 连续可导,且 f 0 1 ,
4t 5 f t d t 3x 2
x 1
x
1
f t d t ,
求 f x .
解题方法1
在等式两端关于上限变量求导,消去方程中 的积分上限函数,并得到一个便于求解的微分方 程,进而得出所求函数.
解题步骤1
别,得出错误结果.
方法总结
第一步:等式两端连续两次关于变量 x 求导,
得出一个一阶微分方程; 第二步:用分离变量法求解此微分方程,代 入初值条件,求得结果.
相关例题1 设 f x 在 0, 上连续,且 1 x x f x x e f t d t , x 0 求 f x .