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)。