高等數(shù)學(xué)(上)知識(shí)點(diǎn)概括第一章
up主初入大學(xué),深知大學(xué)學(xué)習(xí)的不易,所以自己整理了幾份資料,分享給大家。這是高數(shù)上的,還有線代和工程化學(xué)的,但是這三個(gè)我都會(huì)只放出第一章的內(nèi)容,剩下的都會(huì)放在我的微信公眾號(hào):潘一粟的學(xué)習(xí)筆記? ? ?上面,大家可以搜索關(guān)注,并回復(fù)“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“工程化學(xué)”來獲得相應(yīng)的文章(截止到12.21只更新高數(shù)前兩章,后面會(huì)逐步更新,肯定會(huì)在今年之內(nèi)更新完)
關(guān)于映射與函數(shù)的概念,高中已有學(xué)習(xí),所以這里不再贅述。
這里補(bǔ)充幾個(gè)高中未涉及的初等函數(shù)
正割secx=1/cosx,余割cscx=1/sinx,余切cotx=1/tanx
常用的公式sec2x-tan2x=1
反三角函數(shù)arcsinx,arccosx,arctanx
注:sin(arcsinx)= x
雙曲函數(shù):雙曲正弦shx,雙曲余弦chx,雙曲正切thx
關(guān)系:ch2x-sh2x=1,sh2x=2shxchx,ch2x=ch2x+sh2x
反雙曲函數(shù):
arshx=ln(x+√(x2+1))
archx=ln(x+√(x2-1))
arthx=1/2ln(1+x/1-x)
第二節(jié) 數(shù)列的極限
定義:設(shè){xn}為一數(shù)列,如果存在常數(shù)a,對于任意給定的正數(shù)ε,總存在正整數(shù)N,使得當(dāng)n>N時(shí),不等式丨xn-a丨<ε都成立,那么就稱常數(shù)a是數(shù)列{xn}的極限,或者稱數(shù)列{an}收斂于a
經(jīng)典題型:證明{xn}收斂于a
經(jīng)典做法:丨xn-a丨=……=f(n)
任意ε>0,為了使丨xn-a丨<ε成立,只要f(n)<ε,即n>f(ε),取N=[f(ε)],則當(dāng)n>N時(shí),成立。
定理1(極限的唯一性)如果數(shù)列收斂,那么它的極限唯一
定理2(收斂數(shù)列的有界性)如果數(shù)列收斂,那么該數(shù)列一定有界
定理3(收斂數(shù)列的保號(hào)性)如果數(shù)列收斂于a,且a>0(a<0),那么存在正整數(shù)N,當(dāng)n>N時(shí),都有xn>0(xn<0)
推論 如果數(shù)列從某項(xiàng)起開始≥0(≤0),且數(shù)列收斂于a,那么a≥0(a≤0)
定理4(收斂數(shù)列與其子數(shù)列間的關(guān)系)如果數(shù)列收斂于a,那么它的任一子數(shù)列也收斂于a
第三節(jié) 函數(shù)的極限
定義1 設(shè)函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0的某一去心領(lǐng)域內(nèi)有定義。如果存在常數(shù)A,對于任意給定的正數(shù)ε,總存在正數(shù)δ,使得當(dāng)x滿足不等式0<丨x-x0丨<δ時(shí),對應(yīng)的函數(shù)值都滿足不等式丨f(x)-A丨<ε,那么常數(shù)A就叫做函數(shù)f(x)當(dāng)x→x0時(shí)的極限
定義2 設(shè)函數(shù)f(x)當(dāng)丨x丨大于某一正數(shù)時(shí)有定義。如果存在常數(shù)A,對于任意給定的正數(shù)ε,總存在正數(shù)X,使得當(dāng)x滿足不等式丨x丨>X時(shí),對應(yīng)的函數(shù)值都滿足不等式丨f(x)-A丨<ε,那么常數(shù)A就叫做函數(shù)f(x)當(dāng)x→∞時(shí)的極限
經(jīng)典例題:證明函數(shù)極限
經(jīng)典做法:和數(shù)列極限異曲同工,而且不會(huì)考的這么簡單,略
定理1(函數(shù)極限的唯一性)如果函數(shù)極限存在,那么它的極限唯一
定理2(函數(shù)的局部有界性)如果函數(shù)在x0收斂于A,那么存在常數(shù)M>0和δ>0,使得當(dāng)0<丨x-x0丨<δ,有丨f(x)丨≤M
定理3(函數(shù)的局部保號(hào)性)如果數(shù)列收斂于A,且A>0(A<0),存在正數(shù)δ,使得當(dāng)0<丨x-x0丨<δ時(shí),都有f(x)>0(f(x)<0)
定理3' 如果limf(x)=A(A≠0),那么就存在著x0的某一去心領(lǐng)域,當(dāng)x屬于該去心領(lǐng)域時(shí),就有丨f(x)丨>丨A丨/2
推論 如果在x0的某去心領(lǐng)域內(nèi)f(x)≥0(或f(x)≤0),而且limf(x)=A,那么A≥0(或A≤0)
定理4(函數(shù)極限與數(shù)列極限的關(guān)系)如果函數(shù)極限存在,那么相應(yīng)的數(shù)列也收斂于相同值
第四節(jié) 無窮小與無窮大
定義1 如果函數(shù)趨向于x0或∞的極限為0,那么稱函數(shù)f(x)為當(dāng)x趨向于x0或∞時(shí)的無窮小
定理1 在自變量的同一變化過程中,函數(shù)f(x)具有極限A的充分必要條件是f(x)=A+α,其中α是無窮小
定義2 設(shè)函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0的某一去心領(lǐng)域內(nèi)有定義。如果存在常數(shù)A,對于任意給定的正數(shù)M(不論它怎么大),總存在正數(shù)δ,使得當(dāng)x滿足不等式0<丨x-x0丨<δ時(shí),對應(yīng)的函數(shù)值都滿足不等式丨f(x)丨>M,那么常數(shù)A就叫做函數(shù)f(x)當(dāng)x→x0時(shí)的無窮大
鉛直漸近線:垂直于x軸的漸近線
補(bǔ)充:斜直漸近線的算法:k=limf(x)/x,b=lim[f(x)-kx]
定理2 在自變量的同一變化過程中,如果f(x)是無窮大,1/f(x)就是無窮?。环粗嗤?/p>
第五節(jié) 極限運(yùn)算法則
定理1 兩個(gè)無窮小的和是無窮小
定理2 有界函數(shù)與無窮小的乘積是無窮小
推論1 常數(shù)與無窮小的乘積是無窮小
推論2 有限個(gè)無窮小的乘積是無窮小
定理3 關(guān)于極限的加減乘除,這個(gè)大家都很熟悉了,不贅述
推論1 求極限時(shí),常數(shù)因子可以提到極限符號(hào)外面
推論2 指數(shù)也可以提到外面
定理6(復(fù)合函數(shù)的極限運(yùn)算法則)設(shè)函數(shù)y=f[g(x)]是由函數(shù)u=g(x)與函數(shù)y=f(u)復(fù)合而成,f[g(x)]在點(diǎn)x0的某去心領(lǐng)域內(nèi)有定義,若lim(x→x0)g(x)=u0,lim(u→u0)f(u)=A,且存在δ0>0,當(dāng)x∈U°(X0,δ0)時(shí),有g(shù)(x)≠u0,則lim(x→x0)f[g(x)]=lim(u→u0)f(u)=A
第六節(jié) 極限存在準(zhǔn)則 兩個(gè)重要極限
夾逼準(zhǔn)則 夾逼準(zhǔn)則分為數(shù)列部分和函數(shù)部分,本質(zhì)是一樣的,即在x0的某個(gè)去心鄰域,若g(x)≤f(x)≤h(x),且g(x)和h(x)的極限都相同,那么f(x)也具有極限,且與他們倆個(gè)相同,就像兩個(gè)函數(shù)把f(x)夾逼住了一樣
準(zhǔn)則2 單調(diào)有界數(shù)列必有極限
重要極限1 lim(x→0)sinx/x=1
重要極限2 lim(x→∞)(1+1/x)^x=e
柯西極限存在準(zhǔn)則 數(shù)列{an}收斂的充要條件:對任給的ε>0,存在正整數(shù)N,使得n,m>N時(shí),有丨an-am丨<ε
第七節(jié) 無窮小的比較
觀察limβ/α,如果=0,那么β是α的高階無窮小;=∞,低階無窮??;=c≠0,同階無窮??;=1,等價(jià)無窮小,記作α~β
如果limβ/(α^k)=c≠0,k>0,那么就是k階無窮小
常用等價(jià)無窮?。?/p>
sinx~x
tanx~x
arcsinx~x
1-cosx~1/2x2
(1+a)^(1/n)-1~a/n
secx-1~1/2x2
a^x-1~xlna
定理2 可以理解為求極限時(shí)可以分子分母可以用等價(jià)無窮小來替換,不過這里要注意,必須是乘法形式,比如經(jīng)典例題lim(tanx-sinx)/x3,如果把tanx和sinx都用x替換,就變成了0,那就不對了。不過這兩者可以提出來一個(gè)sinx,變成sinx(1/cosx-1)這個(gè)sinx就可以換成x了。
第八節(jié) 函數(shù)的連續(xù)性與間斷點(diǎn)
定義 設(shè)函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0的某一鄰域內(nèi)有定義,如果lim(x→x0)f(x)=f(x0),那么就稱函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0連續(xù)
有理分式函數(shù)在其定義域內(nèi)的每一點(diǎn)都是連續(xù)的
無窮間斷點(diǎn):極限為無窮的
振蕩間斷點(diǎn):在去心鄰域里變化無限多次的
可去間斷點(diǎn):左極限等于右極限的
跳躍間斷點(diǎn):左極限和右極限都存在,但不相等
第一類間斷點(diǎn):左極限和右極限都存在的,比如可去間斷點(diǎn)和跳躍間斷點(diǎn)
第二類間斷點(diǎn):無窮間斷點(diǎn)和振蕩間斷點(diǎn)
第九節(jié) 連續(xù)函數(shù)的運(yùn)算與初等函數(shù)的連續(xù)性
定理1 若兩個(gè)函數(shù)都連續(xù),則他們的四則運(yùn)算函數(shù)(除法時(shí)分母不能等于0)也連續(xù)
定理2 若一函數(shù)在區(qū)間上單調(diào),那么它的反函數(shù)也在對應(yīng)區(qū)間單調(diào)
定理3 lim f[g(x)]=f [lim g(x)]
基本初等函數(shù)在它們的定義域內(nèi)都是連續(xù)的
一切初等函數(shù)在其定義區(qū)間內(nèi)都是連續(xù)的
第十節(jié) 閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)
定理1(有界性與最大最小值定理)在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)在該區(qū)間上有界且一定能取得它的最大值和最小值
定理2(零點(diǎn)定理)設(shè)函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),且f(a)與f(b)異號(hào)(即f(a)·f(b)<0),則在開區(qū)間(a,b)內(nèi)至少有一點(diǎn)ξ,使f(ξ)=0
定理3(介值定理)設(shè)函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),且在該區(qū)間的兩端分別取到A和B,那么一定能在對應(yīng)的開區(qū)間找到一個(gè)值,使f(x0)=C,C在A、B之間
定理4(一致連續(xù)性定理)如果函數(shù)f(x)在[a,b]上連續(xù),那么它在該區(qū)間上一定一致連續(xù)