Mathematics

函数与极限

函数的极限

定义

极限:,,当时,有

左极限:,,当时,有

右极限:,,当时,有

性质

存在的充要条件:

唯一性:该极限唯一

局部有界性:,,,

局部保号性:,,,小于0同理

极限运算法则

  • 有限个无穷小的和是无穷小(任意个为Undefined)
  • 有限个无穷小(大)的积是无穷小(大)(任意个为Undefined)
  • 有界函数乘无穷小的积是无穷小

线性运算性质

,

,

,

(c为常数)

(n为正整数)

括号穿透

极限存在准则 两个重要极限

夹逼准则

,,且

重要极限

  • 证明:,夹逼准则证出

  • 证明:二项式展开后,证明极限存在,定义其为e

无穷小的比较

常用等价无穷小

连续函数的性质

介值定理

,,,,

导数与微分

连续不一定可导(可微);可导(可微)一定连续

不是明确可导的函数,不能直接写,而要先写存在

求导法则

反函数

单调、可导、且,最后记得化作

复合函数

,在处可导,在处可导

常用公式表及推导方法

原函数 导数 推导
-
-
-
同上
同上
同上
-

常用高阶导数

原函数 n阶导

隐函数及参数方程的导数

  • 隐函数

    例子:,两边对求导:,分离变量:

  • 参数方程

微分中值定理与导数的应用

微分中值定理

拉格朗日中值定理

满足:1:在连续;2:在(a,b)可导
则:,

柯西中值定理

和满足:1:在连续;2:在可导;3:,
则:,

洛必达法则

设:
(1)
(2) 的某去心领域内,,都存在且
(3) 存在或为无穷大
则:

泰勒公式

在处具有阶导,

取得n阶局部迈克劳林公式:

常用公式

  • 推出,即a为首项,x为公比的等比数列的前n项和
  • (借此可推出欧拉公式)

单调性与极值、凹凸区间与拐点

在连续,在内具有一阶和二阶导,那么:

  • 若,在是上凹的
  • 若,在是上凸的
  • 若,在左右异号是拐点

注意:凹凸区间包含端点,拐点是坐标

单调性的考虑点:驻点(二阶导为0)、不可导点;(两者都是x=x_0)

极值:先求单调性,列表求极值

不定积分

换元积分法

常用公式

推导:

分部积分法

:对反幂三指,排前作u排后作v

定积分

定积分的换元积分法和分部积分法

  • 换元公式
  • 分部积分公式

反常积分

定积分几何

曲线弧长:

  • 直角:
  • 参数:
  • 极坐标:

微分方程

一阶线性微分方程

可降阶的高阶微分方程

(只含型)

令:,两侧积分得:两侧积分得:

(含,型)

令:,原方程化为:一阶线性微分方程公式:代入:,,可得:即:两侧积分得:

(不含型)

令:,原方程化为:分离变量得:两侧积分得:即:分离变量得:两侧积分得:

常系数齐次线性微分方程

二阶

令特征方程:,考虑其解的情况:

特征方程的解 通解
,

高阶

第重根就乘

特征方程的解 通解
,,

常系数非齐次线性微分方程

特解(:是特征方程的重根)

一般做法:

  • 先令,求其特征方程的根
  • 右侧化为(有或时设为复数),得到是重根
  • 设出特解(有或时为)
  • 代入解出的系数,得到特解(有时为的实部;有时为的虚部)