高數(shù)上筆記

一、極限
(一)極限的定義
1.極限的定義:f(x)是x的函數(shù),若在x的某個變化過程中,f(x)趨向于a(a為某個確定的數(shù)),則a就是在x的這一變化過程中f(x)的極限。
(二)極限存在的充要條件
1.極限存在的充要條件為左右極限存在并且相等。

(三)極限的求解
1.無窮小與無窮大
(1)概念定義
①無窮大
注:無窮大是變量,不是“很大的數(shù)”,是極限不存在的一種情況,即無窮大沒有極限。
理解:高數(shù)中的“無窮大”其實就是包括我們平常認(rèn)為的“無窮大”和“無窮小”兩個方面,缺一不可。尤其是“無窮小”,對于初學(xué)者極易被遺忘與混亂。這里的“無窮小”與下面的“無窮小“不是同一個意思。
②無窮?。簒的極限是0,即x為無窮小。
注意:0的極限還是0.即0是無窮小,無窮小是一種趨向于0的狀態(tài)。
(2)等價無窮小替換
當(dāng)x→0時,x~sinx~tanx~arcsinx~ln(1+x)~(e^x)?1
(1-cosx)~(1/2)x^2
(1+x)^a?1~ax (a≠0)
注:x可以替換為任意趨近于0的變量,如2x(x→0)。

(3)低階、等價、高階無窮小的比較
設(shè)α、β是兩個無窮小
limβ/α=0,即β是更高階無窮小,β=o(α)
limβ/α=∞,即β是更低階無窮小
limβ/α=k(其中k為常數(shù)),即β是α的同階無窮小
limβ/α=1,即α、β都是等價無窮小。
注意:等價無窮小是同階無窮小的特殊情況。
易錯:“階”與“價”要睜大眼睛看看??!

2.關(guān)于e的公式
lim(1+x)^(1/x)=e lim(1+ax)^(1/ax)=e
x→0 x→0
變式1:
lim(1+1/x)^x=e lim(1+a/x)^(x/a)=e
x→∞ x→∞
變式2:
lim(1+ax)^(1/x)=lim[(1+ax)^1/ax]^a=e^a
x→0 x→0
lim(1+a/x)^x=lim[(1+a/x)^x/a]^a=e^a
x→∞ x→∞
(四)極限求解的類型總結(jié)
1.代入計算型
2.多項式比型

3.洛必達(dá)法則:當(dāng)所求極限為0/0和∞/∞型時,可以采用分子分母同時求導(dǎo)的方法求解。 ①0/0型;②∞/∞型;③0*∞型轉(zhuǎn)化為∞/∞型;④∞?∞轉(zhuǎn)化為0/0型。

注意:可以使用等價無窮小時,優(yōu)先使用等價無窮小。


4.復(fù)合函數(shù)極限 y=[f(x)] ^g(x)
①0^0型轉(zhuǎn)化為∞/∞;②1^∞型轉(zhuǎn)化為0/0型;③∞^0型轉(zhuǎn)化為∞/∞型。


二、連續(xù)
(一)連續(xù)存在的充要條件
判斷函數(shù)f(x)在x0點處連續(xù),當(dāng)且僅當(dāng)f(x)滿足以下三個充要條件:
①f(x)在x0及其左右近旁有定義。
②f(x)在x0的極限存在。
③f(x)在x0的極限值與函數(shù)值f(x0)相等。
(二)連續(xù)的定義
函數(shù)在x處連續(xù)的定義是:任意的ε>0,存在δ>0,當(dāng)丨x?x0丨<δ,有丨f(x)?f(x0)丨<ε即limf(x)=f(x0)。
x→x0
(三)左右極限的計算
極限存在的充要條件是左右極限存在且相等。
利用極限判斷連續(xù)。
(四)間斷點的判斷
1.第一類間斷點
(1)可去間斷點:左右極限存在且相等。
(2)跳躍間斷點:左右極限存在,但不相等。
2.第二類間斷點
(1)無窮間斷點:在某點處左右極限至少一個不存在。
(2)震蕩間斷點:左右極限都不存在且函數(shù)圖像劇烈震蕩。如:sin(1/x)
(五)已知連續(xù)求參數(shù)


三、導(dǎo)數(shù)
(一)導(dǎo)數(shù)的定義
1.導(dǎo)數(shù)的定義
y'=f'(x)=dy/dx
2.導(dǎo)數(shù)定義公式

(二)可導(dǎo)的充要條件為f'-(x0)=f'+(x0)
1.可導(dǎo)必定連續(xù),連續(xù)未必可導(dǎo)
2.可導(dǎo)是連續(xù)的充分不必要條件
3,連續(xù)是可導(dǎo)的必要不充分條件。
(三)求導(dǎo)的基本公式


(四)導(dǎo)數(shù)計算的所有類型
1.初等函數(shù)求導(dǎo)(直接利用求導(dǎo)公式)
2.隱函數(shù)求導(dǎo)(左右兩邊同時對x求導(dǎo))
例1:求由x?y?siny=0所確定的隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(dy/dx)
解:兩邊對x求導(dǎo):1?dy/dx?cosy(dy/dx)=0
化簡移項得:dy/dx=1/(1?cosy)
例2:求由xy?e^x?e^y=0所確定的隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(dy/dx)
解:兩邊對x求導(dǎo):y?x(dy/dx)?e^x?e^y(dydx)=0
化簡移項得:dy/dx=(e^x?y)/(x?e^y)
3.兩類對數(shù)求導(dǎo)法則
例1:已知函數(shù)y=x^sinx(x>0)求dy/dx。
解:兩邊同時取對數(shù):lny=sinxlnx
兩邊同時對x求導(dǎo)數(shù):(1/y)(dy/dx)=cosxlnx?sinx/x
化簡移項得:dy/dx=y(tǒng)(cosxlnx?sinx/x)
代入y=x^sinx:dy/dx=(cosxlnx?sinx/x)x^sinx
例2:已知y=x^x^2,求dy/dx。
解:dy/dx=[e^(x^2·lnx)]'=[e^(x^2·lnx)](2xlnx?x)=x^x^2(2xlnx?x)
4.由參數(shù)方程確定的函數(shù)的導(dǎo)數(shù)

5.函數(shù)可導(dǎo)求參數(shù)


無窮小乘以有界函數(shù)仍為無窮小。
6.函數(shù)可導(dǎo)求極限

總結(jié):看到“可導(dǎo)”(即左右導(dǎo)數(shù)相等)聯(lián)想到“連續(xù)”(即函數(shù)值等于極限值)。
(五)極值與最值
1.單調(diào)性
(1)概念:即函數(shù)的增減性,分為單調(diào)遞增和單調(diào)遞減
(2)駐點:若函數(shù)可導(dǎo)且f'(xo)=0,即為f(x)的駐點,f(xo)即為函數(shù)的極值。
注意:駐點與單調(diào)性沒有必然慣性,導(dǎo)數(shù)不存在和沒有駐點的情況下函數(shù)也可能存在單調(diào)性。
(3)單調(diào)性的判斷
在x∈(a,b)區(qū)間內(nèi),若f'(x)>0,即f(x)在區(qū)間[a,b]上是單調(diào)遞增的;
若f'(x)<0,即f(x)在區(qū)間[a,b]上是單調(diào)遞減的。
(在判斷一個函數(shù)的單調(diào)性時,不能僅考慮某個區(qū)間,要考慮整個定義域上的單調(diào)性。)


注意:駐點和間斷點都是單調(diào)性改變的可疑點。
2.凹凸性
(1)概念:描述圖像彎曲方向的一個性質(zhì)。凸,凹。
(2)拐點:若f''(xo)=0且f''(x)在xo兩邊變號,xo即為f(x)的拐點。
(一個函數(shù)可以有多個拐點或沒有拐點)
(3)凹凸性的判斷方法
在x∈(a,b)區(qū)間內(nèi),若f''(x)>0,即f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖形是凹的;
若f''(x)<0,即f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖形是凸的。

四、中值定理
(一)羅爾中值定理
定義:如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且在區(qū)間端點的函數(shù)值相等,即f(a)=f(b),那么在(a,b)內(nèi)至少有一點ξ(a<ξ<b),使得函數(shù)f(x)在該點的導(dǎo)數(shù)等于0,即f'(ξ)=0.
幾何解釋:在曲線弧AB上至少有一點C,在該點處的切線是水平的。
介值定理是閉區(qū)間連續(xù)函數(shù)的重要性質(zhì)之一,在連續(xù)函數(shù)的一個區(qū)間內(nèi)的函數(shù)值肯定介于最大值和最小值之間。
(二)拉格朗日中值定理
定義:如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),那么在(a,b)內(nèi)至少有一點ξ(a<ξ<b),使等式f(b)?f(a)=f'(ξ)(b?a)成立,結(jié)論亦可寫c成 [f(b)?f(a)]/(b?a)=f'(ξ)。
幾何解釋:在曲線弧AB上至少有一點C,在該點處的切線平行于弦A。
構(gòu)造函數(shù)解決問題
五、不定積分
(一)積分公式

注意:求不定積分時一定要記住加上C。
(二)不定積分的計算


總結(jié):對于湊微分法,在x前乘以的系數(shù)要在整體乘以其倒數(shù),在x前加或減的常數(shù),可以湊出符合題目所需要的,但無需還原,因為常數(shù)的導(dǎo)數(shù)都為0.



上面兩題最后兩步的C表示意義不同:C2=aC1.

把上面結(jié)論背了直接秒殺。





六、定積分
(一)定積分以及基本性質(zhì)
1.定義

說明:a為積分下限 b為積分上限 x為積分變量
f(x)為被積函數(shù) f(x)dx為被積表達(dá)式

2.定積分的幾何意義


3.定積分存在定理
定理1:若函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),則f(x)在區(qū)間[a,b]上可積。
定理2:設(shè)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上有界,且只有有限個間斷點,則f(x)在區(qū)間[[a,b]上可積。
4.定積分的性質(zhì)


性質(zhì)6中“a?b”改為“b?a”。
5.積分上限函數(shù)


6.牛頓——萊布尼茨公式
(二)定積分計算的所有類型




2.分部積分

(三)反常積分




3.無界函數(shù)的反常積分




七、微分方程
(一)微分方程的運算(同導(dǎo)數(shù)的運算)
1.基本公式:

2.基本微分運算:

3.復(fù)合函數(shù)的微分公式:

(二)求微分方程的所有類型
求微分方程中通解與特解的定義:

1.一階微分方程





2.可降階的二階微分方程

以上筆記是結(jié)合“期末幫”高數(shù)上期末考試視頻講解和本人考試要求以及做題經(jīng)驗所做的筆記,詳細(xì)視頻大家可以去看看,個人認(rèn)為特別棒,對于期末考試綽綽有余,唯一的缺點就是ppt上有些小錯誤,然后我在上面的筆記中都有標(biāo)記。