1、文登考研高等数学笔记研究对象:函数。研究方法:极限研究思想:以不变代替变,消除误差取极限研究内容:微积分:(一元函数微积分)通过 空间解析几何转化为(多元函数微积分)以及其实际应用 ;应用:无穷级数和常微分方程;一元函数微积分:一元函数微分学(函数、极限和连续) 、 (导数与微分) 、通过中值定理4 个这座桥实现(导数与微分的应用)+ 积分学(不定积分) 、 (定积分及反常积分) 、 (应用)维数增加多元函数微积分:微分学:(函数、极限和连续) 、 (偏导数,全微分) 、 (二元函数泰勒公式【未考过】 ) 、 (极值应用)+积分学: 重积分(二重积分、三重积分、曲线积分、曲面积分) 、 (重积
2、分应用) 、 (无穷区域上的二重积分【可能在概率统计二维随机变量考】 )注:一元函数微积分与多元函数微积分学之间的联系与差别。课程讲解部分函数、极限、连续一、 函数1. 概念:x 属于 I,有 f=f(x)对应法则后,y 属于 D;定义域、y=f(x ) ,y=f(+)表示同一函数关系、由实际问题所建立的函数【重点】2. 性质奇偶性:y=f(x),x 属于(-t,t) ,偶函数图像关于 y 轴对称,y=f(x)=f(-x);奇函数图像关于原点对称,y=f(-x)=-f(x);注:1、f(x)=1/2f(x)+f(-x)+1/2f(x)-f(-x)2、奇偶性在求导,积分中的应用周期性:存在 T0
3、,f(x+T)=f(x),则 f(x)周期为 T 的周期函数注:周期性在求导函数特性以及积分中的应用。增减性:若 x1f(x2),单调减;注意大于等于,小于等于的情况注:1.函数的增减性与讨论的区间有关。2.利用导数的符号判定增减性(后讲)3.增减性是证明不等式的一个重要工具(后讲)4.有界性,若存在 f(x),对任意的 x 属于 I,存在 M0,使得|f(x)|= -M5.单调增有上界,单调减有下界;有界与讨论的定义域区间有关,可与求函数的最大值和最小值,极大值、极小值相关联起来。3函数的分类1.反函数;y=f(x) x=f-1(y) 存在性:为单调函数注:y=f(x) 和 x=f-1(y)
4、是同一个图形,代表同一条曲线, y=f(x)和 y=f-1(x)是关于一三象限角平分线对称的3. 基本初等函数(*)指数函数、对数函数、三角函数,反三角函数要求必须要求对这积累函数的定义域、值域、特性要非常清楚。列: y=e1/x2arctan (x2+x+1)/(x-1)(x-3)的垂直渐近线有几条?解:垂直渐近线是无穷间断点对应的。有 x定值时。Y 无穷。这里需要注意的是:因为 arctan x 是基本初等函数有界的。没有无穷间断点。故这里只有一条垂直渐近线。4. 复合函数;y=f(u),u=g(x),则 y=fg(x)是复合函数,并非任意两函数均可复合,且考研考将复合函数拆成多个函数,即
5、:复合函数的求导。5. 初等函数;经过有限次四则运算或者复合构成;6. 参数方程 x=x(t),y=y(t);得出 y=y(x)【2010 考了参数方程求导】7. 隐函数,F(x,y)=0;这里与微分方程可联系起来。8. 分段函数【*】每年必考;包括 4 类:考求导、积分、解微分方程(1)分段定义的函数(2)y=|f(x)|等形式(3)y=maxf(x),g(x);x 属于a,b 等分段定义形式(4)y= f(x) 取整函数二、 极限1.定义:数列极限、函数极限定义,看懂书中例题即可。2000 年之后没考过注: 是任意的,、N 存在、不唯一,=(),N=N()等价于存在 0, 对任意的 N0,
6、可以找到某个 nN,使得|Xn-A|=lim极限由变化过程【对自变量而言,N 和 】以及变化趋势【对函数而言 】例如:lim+1+12+错解:消除无穷大因子;即可分子分母同除 X2 即可,结果为 2.【但是结果是错的,因为没考虑变化过程,x0(A0【f(x)()()()2A f(a)不存在B f(a)存在,但不为 0C a 为 f(x)的极大值点D a 为 f(x)的极小值点分析: =10,则一定存在 a 的去心邻域,在其内,有lim()()()20,即 f(x)f(a),故 a 为极小值点。()()()2注:如果 f(x)在 x=X0 及其附近有定义,f(x)0(0()= 0(3)局部有界性
7、:f(x)极限存在,在 X 的某一去心邻域,则 f(x)有界.例如:y=f(x)= 在下述哪个区间有界?Atansin(2)(1)(2)2A(-1,0) B(0,1) C(1,2) D(2,3) 6.无穷小的比较, 若lim()=0lim()=0, lim()()=,则(1) k ,且 k 为常数,称 f(x),g(x)为同阶无穷小;0(2) k=1,则称 f(x),g(x)为等价无穷小,f(x) ()注:等价无穷小具有 f(x) ;f(x) = g(x) ;以及,翻身性,对称() () ()性传递性(3) k=0 时,f(x)是比 g(x)高阶的无穷小,即 f(x)=o(g(x)(4) k=
8、无穷大;f(x)是比 g(x)低阶无穷小注:若 存在 f(x)是 g(x)的 t 阶无穷小。lim()()=0,则无穷小与函数之间的关系;若 limf(x)=A,则 f(x)=A+;其中 lim (x)=0;利用无穷小的等价求极限。7.两个重要极限(1) (夹逼定理) lim0sin=1推广:lim ? =0;则 lim ; 型;学会配分母。凑?=1 00成重要极限形式;需要注意常见的几个等价无穷小(2) 均可lim(1+1)= lim0(1+)=推广: 1形式若 lim ?=0;则 lim (1+?)1?=三、 连续1. 定义等价定义定义 1,设 f(x)在 X0 及其附近有定义, y 的增
9、量 =f(X0+ )-f(X0),若 ,则称 f(x)在 X0 点连续。lim0=0定义 2:若 ,称 f(x)在 x=X0 点连续。 【 极限值等于函数值】lim 0()=(0)注:(1) 则 f(x)在 X0 点左连续。 则lim 0()=(0) lim 0+()=(0)f(x)在 X0 点右连续。(2)若 f(x)在(a,b)内点点都连续,则称 f(x)在此区间内都是连续的。(3)若 f(x)在(a,b)内连续,在 x=a 右连续,在 x=b 左连续,则函数 f(x)在a,b上连续2.连续函数的运算注:基本初等函数在其定义域内都是连续的。初等函数在定义区间内连续,在定义的点不一定连续;如
10、:y=arc sin(x 2+1),在 x=0 不连续【因为在 0 附近没有定义】2. 间断点【不连续的点】F(x)在 x=x0 连续, 意味着:lim 0()=(0)(1)f(x)在 x0 处有定义(2) 存在lim 0()(3) 等于函数值 f(x0)lim 0()如果 f(x)在 x0 处有以上三条至少有一条不成立,则那么 x0 称为 f(x)的间断点;注:间断点的分类:x0 为间断点1.若 f(x0-0),f(x0+0)存在,则 x0 称为第一类间断点;特别的;若 f(x0-0)=f(x0+0) f(x0),称 x0 为可去间断点;若 f(x0-0) f(x0+0), 称 x0 为跳跃
11、间断点2. 若 f(x0-0),f(x0+0)至少有一个不存在,则属于第二类间断点。Y=sin1/x:在 x=0 处是震荡型间断点,y=1/x 在 x=0 处是无穷间断点。注:无穷间断点在求垂直渐近线、反常积分中的应用。 。例如:设 y= 的无穷间断点有:32211+12解:化简为 y= 有 1 个间断点,x=-1,因为当2( +1)(1)(+1)1+2x-0 时极限是存在的。4.闭区间上连续函数的性质。设 y=f(x)在a,b上连续,则:【一定是闭区间上的】(1) y=f(x)在a,b上必有最大值和最小值。即存在 x1,x2 属于a,b,对任意的 x 属于a,b,有 f(x)=f(x1)。最
12、大值和最小值是唯一的,但是取得最大值和最小值的点是不唯一的。若最大值和最小值相等,则为常数函数。(2)介值定理:f(x)必能取得介于最大值和最小值之间的一切值。注:1、闭区间上的连续函数一定是有界的。因为有最大、小值2、f(x)在a,b上连续,f(a)f(b)=0A,若 xn 发散,则 yn 必发散B若 xn 无界,则 yn 必有界C若 xn 有界,则 yn 必为无穷小D若 无穷小,则 yn 比为无穷小1解析:可举例说明选项即可。, ,故 D 对。lim1=03.证明 (a0)存在=!证明:1.单调有界。2.夹逼定理Yn= = ; 则存在 N0,使得 nN 时,!=1(1)!1 =0,即 nN
13、 时,yn0,故 0 为下界,故极限存在。且极限为 0;单调有界数列必有极限适用于有递推公式的数列。 。 。4.求( 12+1+ 12+2+ 12+3+ 12+)解:利用夹逼定理;+( +1 ) 1( 11 313)解:(1)分子有理化;=+ ( +1+) = + 11+1+112(2)通分化简即可。 11+2313= 1(1)+(1)(+1)(1)(1+2) = 1+11+2=11解:通分化简即可得答案: 例:在 x 2+tan2+sin30 1420+时,与 等价的无穷小是:BA1 B. C. D.1- ln1+1 1+1 cos常用等价无穷小【 】 ln(1+x) 等价于 x; 1、 (
14、 1+) 、已知 ,则 a 为(C) 1(1)0 =1A、 0 B 、1 C 、2 D 、3 解: 11+=0 lim01(1)+=lim0(+)=1+=1,=2例:已知 求 a0( +2) =8,解:拆底数;0( 1+3) 33=3=8;故 =ln2注:00+11+11+0+11+11+=当 m=n 时,结果:00当 nm 时,结果: 当 n0)至少有一正根,且不大于 a+b.证明:令 f(x)= x-asinx-b,则 f(x)在0,a+b上连续,而且有:f(0)=-b0,有 f(0)f(a+b)()存在,)有界。, +证明: 存在 ,()= 0,当 |时 ()有界设|f(x)|0=0(0
15、+)(0) 存在x=x0 处可导,且极限值称为 f(x)在 x=x0 的导数;记为,f(x0)、|=0.注:等价定义: ;(0)= 0()(0)0单侧导数:f_ (x0)= ; f+ (x0)=0()(0)0;0+()(0)0F(x0 存在 f_(x0)=f+(x0).导函数 f(x)在( a,b)内点点可导对应的新函数,则导函数 f(x)。2. 几何意义:y=f(x)曲线在某点处切线的斜率。 。F(x0)存在,则切线方程 y=f(x0)+f(x0)(x-x0); ,若函数不可导,在曲线在改点处任有切线的可能【尖点】 。可导切线一定存在。 。3 可导与连续的关系:可导必连续,但连续不一定可导。
16、典型例子:y=|x|,在 x=0 处连续,但不可导,切线也不存在。可导: 即: ;0=(0),则 =(0)+ =(0)+ 0=0则 ()在 =0连续注:(1 ) 设 f(x)在 x=0 及其附近有定义,f(0)=0,且。lim0(1) 存在, 证 明 ()在 =0处 可 导证明: 存在则, 存在,0 (0+1)(0)1 1 0 (0+1)(0)1故 f(x)在 x=0 处可导。(2) 设 f(x)在 x=0 及其附近有定义,且 f( )存在,且 f(0)=0,问 f(x)在lim01221x=0 处是否可导?解:这个极限 f( )存在只能保证 f+(0)存在,因为lim012210 恒成立。只
17、能反映 0+的趋向214 求导法则:(四则运算法则)略5、反函数求导y=f(x), x=f-1(y).dy/dx=1/dx/dy;即:反函数的导数等于原函数导数的倒数 。6.复合函数求导。一层一层求导。链式求导法。7.参数方程的导数。X=x(t),y=y(t),dy/dx=dy/dt dt/dx=y(t)/x(t)8.隐函数求导。 【复合函数求导思想;将 y 看成 X 的函数,是一个中间变量。 。 】注:基本求导公式要熟记。二、 高阶导数【导数的导数】三阶导数以上的导数为高阶导数注:(1)按定义求 f(x)= = ,三阶导数0(0+)(0) 0()(0)0以此类推(2)反函数的二阶导数x= 则 【错误】 x= 【正确】1 =2 1则 =21(3)参数方程的二阶导数x=x(t) =()() 22=()()()()()2 1()y=y(t) (4) 的一般表达式()()Sinx, cosx,ln(1+x), .以及莱布尼茨公式【略】 三、 微分1.定义注:(1)可微与可导的关系 【可导必可微,二者等价,且 A=f(xo)】可微: y=A +o( ); =+()lim0=(0)可导: y=f(x0) +o( )lim0=(0)=(0)+, 求微分:dy=f(x0)dx;【注意这里的 dx 千万不能少】 。问题: 有意义吗?【有】微分的商。(2)(sin):微商,即 导 数