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专升本高等数学知识点汇总情况

专升本高等数学知识点汇总

常用知识点:

一、常见函数的定义域总结如下:

y=kxb

(1)2一般形式的定义域:

xCR

y=axbxc

k

(2)y=—分式形式的7E义域:

xW0x

(3)y=Jx根式的形式定义域:

x>0

(4)y=logax对数形式的定义域:

x>0

二、函数的性质

1、函数的单调性

当x1

当x1

2、函数的奇偶性

定义:

设函数y=f(x)的定义区间D关于坐标原点对称(即若xwD,则有-xwD)

⑴偶函数f(x)——Vx^D,恒有f(—x)=f(x)。

(2)奇函数f(x)——VxwD,恒有f(—x)=-f(x)o

三、基本初等函数

1、常数函数:

y=c,定义域是(-g,〜),图形是一条平行于x轴的直线。

2、哥函数:

y=xu,(u是常数)。

它的定义域随着u的不同而不同。

图形过原点。

3、指数函数

定义:

y=f(x)=ax,(a是常数且a>0,a=1).图形过(0,1)点。

4、对数函数

定义:

y=f(x)=logaX,(a是常数且a>0,a=1)。

图形过(1,0)

5、三角函数

(1)正弦函数:

y=sinx

T=2兀,D(f)=(i"),f(D)=[—1,1]。

(2)余弦函数:

y=cosx.

T=2兀,D(f)=(i"),f(D)=[—1,1]。

(3)正切函数:

y=tanx.

T=冗,D(f)={x|xwR,xW(2k+1)万,k£Z},f(D)=(-℃+«).

(4)余切函数:

y=cotx.

T=n,D(f)={x|xwR,x#kn,kwZ},f(D)=—.

5、反三角函数

(1)反正弦函数:

y=arcsinx,D(f)=[—1,1],f(D)=[-——]°

2,2

(2)反余弦函数:

y=arccos<,D(f)=[—1,1],f(D)=[0,n]。

⑶反正切函数:

y=arctanx,D(f)=(3,依),f(D)=(-——)o

2'2

(4)反余切函数:

y=arccotx,D(f)=(-°o,-hc),f(D)=(0,n)。

极限

一、求极限的方法

1、代入法

因此遇到大部分

代入法主要是利用了“初等函数在某点的极限,等于该点的函数值。

简单题目的时候,可以直接代入进行极限的求解。

2、传统求极限的方法

(3)利用极限的四则运算法则求极限。

(4)利用等价无穷小量代换求极限。

(5)利用两个重要极限求极限。

(6)利用罗比达法则就极限。

、函数极限的四则运算法则

设limu=A,limv=B,则x>'x>■

(1)lim.(u±v)=lim'u±lim.v=A±B

xL,xL,xL,

(2)lim(uv)=limu,limv=AB.

xJ,xJ,x

推论

(a)lim(Cv)=Climv,(C为常数)。

xj/.x"

(b)limun=(limu)nj/x).

ulimuA

(3)lim—=一,(B#0).

JvlimvB

x>.

(4)设P(x)为多项式P(x)=a()xn+aixn,+an,则limP(x)=P(x0)x%

 

三、等价无穷小

常用的等价无穷小量代换有:

当xt0时,sinx~x,tanx~x,arctanx~x,x12

arcsinx~x,ln(1+x)~x,e-1~x,1-cosx~-x。

对这些等价无穷小量的代换,应该更深一层地理解为:

当口->0时,sinD~D,其余类似。

四、两个重要极限

sinx

重要极限Ilim——=1。

x-0x

它可以用下面更直观的结构式表示:

lim皂口=1

□T□

八、洛必达(L'Hospital)法则

“0”型和“三”型不定式,存在有limf®=limfix)=A(或00)。

0二X声g(x)X卢g(x)

一元函数微分学

一、导数的定义

设函数y=f(x)在点X。

的某一邻域内有定义,当自变量x在X。

处取得增量Ax(点x0十Ax仍在该邻域内)时,相应地函数y取得增量Ay=f(x0+Ax)-f(x0)。

如果当

△xt0时,函数的增量Zky与自变量Ax的增量之比的极限

lim—=limf(x0+Ax)~f(x0)=f*(x^注意两个符号Ax和x0在题目中可能换成其

x0xx0x

他的符号表示。

二、求导公式

1、基本初等函数的导数公式

(1)(C)'=0(C为常数)

(2)㈠口广双仪,(口为任意常数)

(3)(ax)'=axlna(aA0,a#1)特殊情况(ex)'=ex111

(4)(logax)=-logae=(xa0,aa0,a=1),(lnx)=一

xxlnax

⑸(sinx)'=cosx

(6)(cosx)'=-sinx

1

⑺(tanx)=2-

cosx

一,.、,1

(9)(arcsinx)=(-1[x[1)

-1-x2

,1

(10)(arccosx)=一一(-1以口)..1-x2

(11)

(12)

(arctanx)=-

1x2

,、,1

(arccotx)=-2

2、导数的四则运算公式

(1)[u(x)±v(x)]'=u'(x)±v'(x)

(2)[u(x)v(x)]'=u'(x)v(x)+u(x)v'(x)

(3)[ku]'=ku'(k为常数)

(如:

u(x)】_u'(x)v(x)—u(x)v'(x)\4/-2

'v(x)1v(x)

3、复合函数求导公式:

设y=f(u),u=/x),且f(u)及中(x)都可导,则复合函数

y=f[率(x)]的导数为dy=电包=f'(u)W,(x)。

dxdudx

三、导数的应用

1、函数的单调性

_'._、

f(x)A0则f(x)在(a,b)内严格单调增加。

_'_

f(x)C0则f(x)在(a,b)内严格单调减少。

2、函数的极值

_'....._.....

f(x)=0的点一一函数f(x)的驻点。

设为Xo

(1)右X

'.一一'

(2)右xx0时,f(x)A0,则f(Xo)为f(x)的极小值点。

'

(3)如果f(x)在Xo的两侧的符号相同,那么f(Xo)不是极值点。

3、曲线的凹凸性

_._..、一

f(x)>0,则曲线y=f(x)在(a,b)内是凹的。

_"_、

f(x)<0,则曲线y=f(x)在(a,b)内是凸的。

4、曲线的拐点

,…、一一'',、,..._.

(1)当f(x)在x0的左、右两侧异号时,点(x0,f(x0))为曲线y=f(x)的拐点,此时

f(xo)=0.

⑵当f(x)在x0的左、右两侧同号时,点(x0,f(x。

))不为曲线y=f(x)的拐点。

5、函数的最大值与最小值

极值和端点的函数值中最大和最小的就是最大值和最小值。

四、微分公式

dy=f(x)dx,求做分就是求导数。

一元函数积分学

一、不定积分

1、定义,不定积分是求导的逆运算,最后的结果是函数+C的表达形式。

公式可以用求导公

式来记忆。

2、不定积分的性质

(1)[』f(x)dx]'=f(x)或d』f(x)dx=f(x)dx

⑵JF'(x)dx=F(x)+C或JdF(x)=F(x)+C

(3)][f(x)±@(x)±…±W(x)]dx=ff(x)dx±"(x)±…±F(x)dx。

(4)Jkf(x)dx=kJf(x)dx(k为常数且k#0)。

2、基本积分公式(要求熟练记忆)

(1)j0dx=C

⑵Jxadx=」-xa++C(a=-1).

a1

1一一

(3)J—dx=inx+C.

x

V1

(4)fadx=a+C(a>0,a#1)

Ina

(5)jexdx=ex+C

(6)Jsinxdx=-cosx+C

⑺Jcosxdx=sinx+C

——2—dx=tanxC.cosx

—2—dx=—cotx■C.sinx

对不定彳散分(g(x)dx,将被积表达式g(x)dx凑成

g(x)dx=fW(x)]率(x)dx=f甲(x)d,(x),这是关键的一步。

常用的凑微分的公式有:

1.

(1)f(ax+b)dx=—f(ax+b)d(ax+b)

a

(2)f(axk+b)xk'dx=—f(axk+b)d(axk+b)ka

⑸f(ex)exdx=f(ex)d(ex)

.1

(6)f(lnx)—dx=f(lnx)d(lnx)x

⑺f(sinx)cosxdx=f(sinx)d(sinx)

(8)f(cosx)sinxdx=-f(cosx)d(cosx)

1

(9)f(tanx)2—dx=f(tanx)d(tanx)

cosx

1

(1。

)f(cotx)—2—dx=-f(cotx)d(cotx)sinx

4、分部积分法

udv=uv-vdu

、定积分公式

1、(牛顿―莱布尼茨公式)如果F(x)是连续函数f(x)在区间[a,b]上的任意一个原函数,

b

则有[f(x)dx=F(b)—F(a)。

a

2、计算平面图形的面积

如果某平面图形是由两条连续曲线

y1=g(x),y2=f(x)及两条直线X1=a和X2=b所

围成的(其中y1是下面的曲线,丫2是上面的曲线),则其面积可由下式求出:

S=a[f(x)-g(x)]dx.a

3、计算旋转体的体积

设某立体是由连续曲线y=f(x)(f(x)>0)和直线

x=a,x=b(a

面图形绕x轴旋转一周所形成的旋转体,如图所示。

则该旋转

体的体积V可由下式求出:

b2b2

Vx=Jf(x)dx=二af(x)dx.

多元函数微分学

1、偏导数,对某个变量求导,把其他变量看做常数。

2、全微分公式:

dz=df(x,y)=AAx+BAy。

3-复合函数的偏导数一一利用函数结构图

如果u=^(x,y)、v=W(x,y)在点(x,y)处存在连续的偏导数—,—,—,身,xfyfx:

y

且在对应于(x,y)的点(u,v)处,函数z=f(u,v)存在连续的偏导数马,—,则复合函数u.v

z=fW(x,y)W(x,y)]在点(x,y)处存在对x及y的连续偏导数,且

 

4、隐函数的导数

对于方程F(x,y)=0所确定的隐函数

y=f(x),可以由下列公式求出y对x的导数y:

一'

Fx(x,y)

'

Fy(x,y)

2、隐函数的偏导数

对于由方程F(x,y,z)=0所确定的隐函数z=f(x,y),可用下列公式求偏导数:

''

zFx(x,y,z)czFy(x,y,z)

''

xFz(x,y,z)二yFz(x,y,z)

5、二元函数的极值

设函数z=f(x0,y0)在点(x0,y0)的某邻域内有一阶和二阶连续偏导数,且

''''''''

fx(x0,y0)=0,fy(x0,y0)=0又设fxx(x0,y0)=A,fxy(x0,y0)=B,fyy(x0,y0)=C,则:

(1)当B2—AC<0时,函数f(x,y)在点(x°,y°)处取得极值,且当A<0

时有极大值,当A>0时有极小值。

⑵当B2—ACA。

时,函数f(x,y)在点(x°,y0)处无极值。

(3)当B2-AC=0时,函数f(x,y)在点(x0,y°)处是否有极值不能确定,要用其它方法另作讨论。

平面与直线

1、平面方程

(1)平面的点法式方程:

在空间直角坐标系中,过点M0(x0,y0,z0),以n={A,B,C}为

法向量的平面方程为

A(x-x0)+B(y—y0)+C(z—z0)=0称之为平面的点法式方程

(2)平面的一般式方程

Ax+By+Cz+D=0称之为平面的一般式方程

2、特殊的平面方程

Ax+By+Cz=0表示过原点的平面方程

Ax+By+D=0表示平行于Oz轴的平面方程

Ax+By=0表示过Oz轴的平面方程

Cz+D=0表示平行于坐标平面xOy的平面方程

3、两个平面间的关系

设有平面…1:

Ax♦Biy•Ciz-Di=0

二2:

A2xB2yC2zD2=0

平面巴和n2互相垂直的充分必要条件是:

A1A2+B1B2+C1C2=0

……—ABiCiDi

平面L和(2平行的充分必要条件是:

—二—二—丰—

A2B2C2D2

一一A.BiCiDi

平面。

和冗2重合的充分必要条件是:

一=——=—=—

A2B2C2D2

4、直线的方程

(i)直线的标准式方程过点M0(x0,yO,z°)且平行于向量s={m,n,p}的直线方程

工^=匚也=三二称之为直线的标准式方程(又称点向式方程、对称式方程)

mnp

常称s={m,n,p}为所给直线的方向向量

(2)直线的一般式方程

A1xB1yC1zD1

A2xB2yC2zD2

5、两直线间关系

设直线11,12的方程为

x—Xiy-yiz-Zi

li:

--

m1n1p1

x-x2_y-y2_z-z2

i:

==

m2n2p2

直线li,l2平行的充分必要条件为~~=一-;m2n2

直线11,l2互相垂直的充分必要条件为m1m2+n1n2+p1p2=0

6、直线l与平面n间的关系

设直线l与平面江的方程为

X-Xoy-yoz-zo

i:

==

mnp

二:

A(x-Xo)B(y-y0)C(z-zo)=0

将初等函数展开成事级数

I、定理:

设f(x)在U(x0,B)内具有任意阶导数,且

f(n+f)书

limRn(x)=0,R(x)=(x-xo)n则在U(xo,5)内

n,二(ni)!

二fZxQn

f(x)-f(xo)(x-xo)nnzon!

称上式为f(X)在点Xo的泰勒级数。

或称上式为将f(X)展开为X=Xo的哥级数。

2、几个常用的标准展开式

1

D1=三Xn

1-Xn-0

n

③e=,

n口n!

一2n/

4sinx=:

(-1)n

心(2n1)!

2n

X

5COSX:

:

(-1)n

n*(2n)!

一;n

X

6ln(1x)=三(一1)一n%n

;n

GX

7ln(1-X)=_Tnin

常微分方程

1、一阶微分方程

(1)可分离变量的微分方程

若一阶微分方程F(x,y,y)=0通过变形后可写成g(y)dy=f(x)dx或y'=f(x)g(y)

则称方程F(x,y,y)=0为可分离变量的微分方程.

2、、可分离变量微分方程的解

方程g(y)dy=f(x)dx必存在隐式通解G(y)=F(x)+C。

其中:

G(y)=g(y)dy,F(x)=f(x)dx.

即两边取积分。

(2)一阶线性微分方程

1、定义:

方程y'+P(x)y=Q(x)称为一阶线性微分方程

(1)非齐次方程一一Q(x)00;

(2)齐次方程——y'+P(x)y=0.

2、求解一阶线性微分方程

_p(x)dx

(1)先求齐次方程y'+P(x)y=0的通解:

y=Ce),其中C为任意常数。

(2)将齐次通解的C换成u(x)。

即y=u(x)e1「"心

(3)代入非齐次方程y'+P(x)y=Q(x),得

_『P(x)dx一fP(x)dx

y=eq(x)edxC

2、二阶线性常系数微分方程

(1)可降阶的二阶微分方程

1、y*=f(x)型的微分方程

例3:

求方程y"=1e2x—sinx的通解.分析:

y'=fyHxu^e2'+cosx+C1;

24

12x

y=ydxesinxC1xC2.8

2、y“=f(x,y)型的微分方程

解法:

⑴令p=y',方程化为p'=f(x,p);

(2)解此方程得通解p=5(x,C1);

⑶再解方程yH=cP(x,Ci)得原方程的通解

y=(x,Ci)dx■C2.

3、y*=f(y,y)型的微分方程

解法:

⑴令p=y',并视p为y的函数,那么y"=dp=dp,曳=pdp,dxdydxdy

(2)代入原方程,得pdp=f(y,p)dy

(3)解此方程得通解p=邛(y,C1);

(4)再解方程y^

二xC2.

例4:

求方程yy"_y*2=0的通解.

分析:

(1)令p=y',并视p为y的函数,那么丫"=生=中5=p_dp,dxdydxdy

(2)代入原方程,得ypdp_p2=0或dp=dydypy

⑶解上方程,得ln|p|=ln|y|+lnC=p=C1y,(C1=±C).

F

(4)再解方程y'=Gy=*=Ci=ln|y|=Gx+C2.y

⑸于是原方程的通解为y=C2eCix,(C2=±eC2')

(2)常系数线性微分方程J

(1)、二阶常系数齐次线性方程y“+py'+qy=0的解。

写出特征方程并求解

2

rprq=0.

一一、一2

下面记A=p-4q,r1,r2为特征万程的两个根.

-2

(1)A=p—4q>0时,则齐次万程通解为:

rix人r2x

y=CieC2e。

(2)A=p2—4q=0时,则齐次方程通解为

y=GerixCzxer1'=erix(CiCzx).

(3)△=p2-4q<0时,有「1=a+iP,r2=a—iP(P=0),则齐次方程通解为

y=ecx(CicosPx+C2sinPx).

(2)二阶常系数非齐次方程解法

方程的形式:

y"+py'+qy=f(x)解法步骤:

(1)写出方程的特征方程r2+pr+q=0;

(2)求出特征方程的两个根r1,r2;

(3)原方程的通解如下表所示

特征方程的根

方程的通解

r1于r

C1er1x+C2er2x

r=q=r2

__rx

(C1+C2x)e

r=a±iP

ecx(C1cosPx+C2sinPx)(Po0)

(4)再求出非齐次方程的一个特斛y(x);

一一、,__.、一一…、一..一•、•、*.、

(5)那么原方程的通斛为y=C1y1(x)+C2y2(x)+y(x)。

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