数轴上都收敛,则必冇在尺,使I|a-|>R时发散,其中尺称为收敛半径。
\卜|=尺时不定
/pHOH寸,R=丄
求收敛半径的方法:
设加|=°其中坷,是(3)的系数,则(;p=0H寸,R=+oo”T爲1\p=+8时,R=o
函数展开成幕级数:
函数展开成泰勒级数:
f(x)=f(x0)(x-x0)+^^°\x-x0)2+…+_(x-xj+…
2!
n\
£(n+l)/>x
余项:
R”=一(x-xor\/(x)可以展开成泰勒级数航要条件是dim亿=0
(/?
+!
)!
心00
心=011寸即为麦克劳林公式:
.f(X)=f(0)+.厂(0)x++…+/1丫))対+…
2!
77!
某些函数展开成胳级数:
八、卿,ni(m—1)■>加("2-1)…(“2—刃+1)..彳■
(l+x)m=\+mx+JT+…++…(一1vxvl)
2!
/?
!
V3*5r2n-l
sinx=x--—+—+(一1)"7—+…(-covxv+8)
3!
5!
(2,?
-!
)!
可降阶高阶微分方程
类型一:
y(,,)=fM
解法(多次积分法):
令"=厂"=>半=/(x)=>多次积分求/(x)dx
类型二:
y"=/(x,y')
解法:
令“=y1=>—=f(x.p)=>—阶微分方程
dx
类型三:
y"=/(y,y‘)
解法:
令卩=)』=>字=字斗=卩半■n/(),,〃)=>类型二
dxdydxay
类型四:
y+pWy=Q(x)
若Q(X)等于0,则通解为y=(一阶齐次线性)。
若不等于0,通解
)—0)[问)严%+彳(一阶齐次非线性)。
一阶齐次非线性方程通解是相应齐次方程通解与它一种特解之和。
三、线性微分方程
类型一:
y"+P(x)y4Q(x)y=0(二阶线性齐次微分方程)
解法:
找出方程两个任意线性不有关特解:
”⑴宀⑴
则:
yM=C]y](x)+c2y2(x)
类型二:
y*'+P(x)y'+Q(x)y=/(x)(二阶线性非齐次微分方程)
解法:
先找出相应齐次微分方程通解:
y3(x)=^yM+c2y2(x)
再找出非齐次方程任意特解儿⑴,则:
yM=儿(x)+cj(x)+C2y2(x)
类型三〉,"+/少+§=0(二阶线性常系数齐次微分方程)
解法(特性方程法):
T+p几+q=0亠入.严一卩±3一側
2
()△=p2_4@>0=>AHA2=>y=q/y+c2e^x
(二)A=O=>/11=/^=A=>y=(c{+c^x)e/x
(三)△<()=>&=a+ip.An=a-ip=>y=eax(qcosfix+c2sinJ3x)
导数公式:
(log3=
1
xlna
(tgx)f=sec2x
(ctgxY=-esc1x(secxY=secxtgx(cscx)"=-cscx・clgx(ax)f=ax\na
(arcsinx/=,,
x/l-x2
(arccosv)1=_,〔=
\/l-X2
(arctgxY=—
1+2
(arcctgxY=-—^
1+2
基本积分表:
Jfgxdx=-In|cosx|+C
Jctgxdx=hi|sinx\+C
Jsecxdx=In|secx++C
Jcscxdx=In|cscx-ctgx\+C
IXc
=—urctg—+v
h=+C
x+a
In
f——=[sec2xdx=tgx+C
Jcos*x」
[=[esc2xdx=-ctgx+CJsi”xJ
Jsecx・tgxdx=secx+C
|esex・e/gM:
=-cscx+C
^shxdx=chx+CIchxdx=shx+C
a-x
=arcsin—+C
ln(x+>Jx2±a2)+C
■M
Itl=Jsin"xdx=Jcos"xdx=
00
口/
1n-2n
2
Jyjx2+a2dx=扌\lx2+a2+牛In(x+yjx2+a2)+C
2
fy)x2-erdx=—\lx2-a2-—Inx+y/x2-a2+C
J22
2
|^a~-x2dx=扌\/a2-x2+牛arcsin—+C
三角函数有理式积分:
lini-——-=1
lim(1+丄T=0=2.718281828459045...
双曲正弦:
shx=e~e
2
双曲余弦:
d+八
2
双曲正切:
〃X=—=
chxex+e'
arshx=ln(x+J”+1)archx=±ln(x+ylx2一1)arthx=—In
2
sin(a±0)=sinacos0土cosasin0cos(tz±/7)=cosacos/7+sincrsin卩
fg(a±0)=
tga土tg卩
世g±0)=込込1
ctg0土cfga
a+Ba_卩
sin22
sintz-sin0=2cos^—^sin—―—
22
cca+pa-p
COS6Z+COS0=2cos—cos—^―nc.a+卩.a_卩
cosa-cos0=2sin—sin
•倍角公式:
sin2a=2sintzcos(z
cos2a=2cos2a-1=l-2sin2a=cos'a—sin'
sin3a=3sina-4sin3a
驱2a=空◎
2ctga
tg2a=2甞
l—fgy
cos3a=4cos*a-3cosa
l-3/g\z
•半角公式:
.a,|l-cosa
sin—=±.|
2\2
atl-cosa1-cosasine?
fg—=±==
'2\1+cosasine?
1+cosa
•正弦定理:
u_b
sinAsiiiB
=2R
sinC
a,/1+cosa
cos—=±'
2V2
a,|l+cosa1+cosasina
etg—=±;==
2\1-cosasinal-cosa
•余弦定理:
c2=a2+b2-2ahcosC
7T
aretgx=—-arcctgx
•反三角函数性质:
arcsin.v=—-arccosx
2
中值定理与导数应用:
拉格朗日中值定理:
/(/?
)-/(a)=f《)(b-a)
柯西中值定理、当F(x)=x时,柯西中值定理就超立格朗日中值定理<:
空间解析几何和向■代数
空间2点的距离:
d=|A/.M2|=yj(x2-xl)2+(y2-yi)2+(z2-zi)2
Prj;(%+a2)=Prjax+Prja2
(i-b=^i\-bcos0=axhx+a、.b、.+«./?
.,是一个数量,
—亠l亠——亠宀"r*+a、"+a.b.
两向量之间的夹角cos8=t1A
ijk-
c=axb=axaya.,|c|=|«|-|/?
|sin0.例:
线速度:
v=wxr.bxb、bz
向量的混合积[ahc]=(axb)-c=bx
Cx代表平行六面体的体积
byb:
=〃xZ?
|・|可cosa,a为锐角时,
平面的方程:
1、点法式:
A(x-xo)+B(y-yo)+C(z-zo)=O,其中n={A,B,C},M0(x0,^0,z0)
2、一般方程:
Ax+By+Cz+D=O
3、截距世方程^+^-+-=1
abc
平面外任意一点到该畅的距离:
〃」込「也+込岀
y]A2+B2+C2
x=x()+mt空间直线的方程===其中“伽”〃}渗数方程』),=儿+加
mnp
Z=ZQ+pt
二次曲面:
1、椭球面:
二r+—+d=l
ab"c・
2、抛物面:
二+2i=z,(/“同号)
2p2q
3、双曲面:
单叶双曲面4+4-^=i
XL
双叶双曲面4-4+^=i(马鞍面)
trlrl
多元函数微分法及应用
全微分:
⑴更如更dy血=翌如殂心+理衣
dxdyrdxdy'oz
全微分的近似计算:
=fx(x,y)Ax+/v(x,y)Ay
多元复合函数的求导法
dzdzdud乙dv
z=/[“(/)*("]
=•—•dtdudtdvdt
dz.dzdudzdv—=—•—+—•—dxdudxdvdx
当u=r(x,y),v=v(x,y)时,
dv^dx+^dy
dxdy
dudu
au=——ax+—dy
dxdyr
隐函数的求导公式:
隐函数F(x,y)=0,
d勿
空=_工心=2dxF「dx1dx
dy
dx
隐函数F(x,”z)=0,
dz_Fx空=_冬
dxF:
dyF:
微分法在几何上应用:
x=(p(t)
空间曲线尸刃)在点M(x°,儿,z°)处的切线方程¥1=与也=二三=如)0仇)0仏)血仏)
在点M处的法平面方程:
必0)(兀-Xo)+)(y->'<))+e'(G)(Z-Zo)=0
Fg,z)=0,则切向量亍={
G(x,”z)=0
曲面F(x,y,z)=0上一点M(x0,>'o,%),贝9:
1、过此点的法向量"={行(心九也0)£(心治%),巴(心治20)}
2、过此点的切平面方程Fr(xo,yo,zo)(x-xo)+F/xo,yo,zo)(y-yo)+f;(xo,yo,zo)(z-zo)=O
尤一不)__z-Zu
若空间曲线方程为,
FyF;
G、GJ©
3、过此点的法线方程,
£((珀)」0,5)Fy(-^Q»Vq,z0)F.(a0,儿,Z(j)
方向导数与梯度:
函数z=/(X,y)在一点p(x,y)沿任一方向/的方向导数为E=—cos(p+—sin(pdlox6
其中0为X轴到方向/的转角。
函数z=f(x,y)在一点p(x,y)的梯度:
gracV'(^y)=—^+―7oxdy
它与方向导数的关系是—=grad/(x,y)e9其中e=cos单位向量。
•••卑是gradf(x,y)在/上的投影。
ol
多元函数极值及其求法:
歎(心儿)=力(Xo,y°)=O,令:
人(SXJ=A,几%yJ=B,fyy(xQ9y0)=C
A
B2-ACA
A
贝ij』B2-AC>0lM,
<0,(x()Oo)为极大值
>o,(mj为极小值无极值
g2-AC=(M,
柱面坐标和球面坐标:
曲线积分:
第一类曲线积分(对弧长的曲线积分):
特殊情况!
X=t
卜=0(f)
设心曲上连续,L的参数方程为丄⑷,(心“),则:
J7(x,y)ds=|/[©⑴少⑴]⑴+屮fdt(a<0)
第二类曲线积分(对坐标的曲线积分):
设乙的参数方程为
2X),则:
y=0(7)
p
JP(.x9y)dx4-Q(x9y)dy=J{P\
⑷(f),0(f)妙'(r)}dt
1.ex
两类曲线积分之间的关系:
[P厶+Qdy=J(Pcoscr+Qcos/3)ds,其中c和Q分别为i.i.
乙上积分起止点处切向母的方向角。
格林公式寸J($£-^—)dxdy=JPdx+格林公式:
[J(冬^—^—)dxdy=JPdx+Qdy
d°x°yz.d△人l
当P=—y,Q=HP:
—?
-=2R寸,得至忆>的ifll积:
A=[Jeixdy=-yJxdy—ydx
Qxn2i
•平而上曲线积分与路径无关的条件:
KG是一个乐连通区域:
2、P(x,y).y)在G内具有一阶连续偏导数且竺=孑。
注意奇点,如()・())•应
oxoy
减去对此奇点的积分,注意方向相反!
•二元函数的全微分求积
在翌=竺时,Qdy才是二元函数fgy)的全微分.其中:
exoy
u(x.y)=[P(x,y)dx+Q(x.y)dy9通常设兀)=y0=()。