2023年12月24日发(作者:今年山东中考数学试卷及答案详解)
高等数学上册知 识 点
一、 函数与极限
(一) 函数
1、 函数定义及性质(有界性、单调性、奇偶 性、周期 性);
2、 反函数、复合函数、函数的运算;
3、 初等函数:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数、双曲函数、反双曲函数;
4、 函数的连续性与间断点;
函数f(x)在x0连续
limf(x)f(x0)xx0
间断点 第一类:左右极限均存在. ( 可去间断点、跳跃间断点)
第二类:左右极限、至少有一个不存在. (无穷间断点、振荡间断点)
5、 闭 区间上连续函数的性质:有界性与最大值最小值定理、零点定理、介值定理及其推论.
(二) 极限
1、 定义
1) 数列 极限 :
limxna0, N, nN, xna
n2) 函数极限 :limf(x)A0, 0, x, 当 0xx0 时, f(x)A
xx0左极限:f(x0)limf(x) 右极限:f(x0)limf(x)
xx0xx0xx0limf(x)A 存在 f(x0)f(x0)
2、 极限存在准则
1) 夹逼准则: 1)ynxnzn(nn0)
2)limynlimzna
limxna
nnn2) 单调有界准则:单调有界数列 必有极限.
3、 无穷小(大)量
1) 定义:若lim0则称为无穷小量;若lim则称为无穷大量.
2) 无穷小的阶:高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小、k阶无穷小
Th1
~o();
Th2
~,~,lim存在,则 limlim(无穷小代换)
4、 求极限的方法
1)单调有界准则; 2)夹逼准则; 3)极限运算准则及函数连续性;
14) 两个重要极限: a)
limsinx1 b)
lim(1x)xlim(1)xe
x0xx0xx5)无穷小代换:(x0) a)x~sinx~tanx~arcsinx~arctanx b)
1cosx~c)
ex112x
21~x,(ax1~xlna) d)ln(1x)~x (loga(1x)~x) e)
(1x)1~x
lna
二、 导数与微分
(一) 导数
1、 定义:f(x0)limf(x)f(x0)
xx0xx0f(x)f(x0)左导数:f(x0)limf(x)f(x0) , 右导数:f(x0)lim
xx0xx0xx0xx0函数f(x)在x0点可导f(x0)f(x0)
2、
3、
4、
几何 意义:f(x0)为曲线yf(x)在点x0,f(x0)处的切线的斜率.
可导与连续的关系 :
求导的方法
1) 导数定义; 2)基本公式; 3)四则运算; 4)复合函数求导(链式法则);
5) 隐函数求导数; 6)参数方程求导; 7)对数求导法.
5、 高阶导数
1)
2dy 2)Leibniz公式:定义:dyddx2dxdxuv(n)k(k)(nk)
Cnuvk0n(二) 微分
1) 定义:yf(x0x)f(x0)Axo(x), 其中A与x无关.
2) 可微与可导的关系 :可微可导, 且dyf(x0)xf(x0)dx
三、 微分中值定理与导数的应用
(一) 中值定理
1、 Rolle定理:若函数f(x)满足:
1)f(x)C[a,b]; 2)f(x)D(a,b); 3)f(a)f(b);则(a,b),使f()0.
2、 Lagrange中值定理:若函数f(x)满足:
1)f(x)C[a,b];2)f(x)D(a,b);则(a,b),使f(b)f(a)f()(ba).
3、 Cauchy中值定理:若函数f(x),F(x)满足:
1)f(x),F(x)C[a,b]; 2)f(x),F(x)D(a,b);3)F(x)0,x(a,b)
f(b)f(a)f()
F(b)F(a)F()则(a,b),使
(二) 洛必达法则
(三) Taylor公式
(四) 单调性及极值
1、 单调性判别法:f(x)C[a,b],
f(x)D(a,b), 则若f(x)0, 则f(x)单调增加;则若f(x)0,
则f(x)单调减少.
2、 极值及其判定定理:
a) 必要条件:f(x)在x0可导, 若x0为f(x)的极值点, 则f(x0)0.
b) 第一充分条件:f(x)在x0的邻域内 可导, 且f(x0)0, 则①若当xx0时,
f(x)0, 当xx0时,
f(x)0, 则x0为极大值点;②若当xx0时,
f(x)0, 当xx0时,
f(x)0,
则x0为极小值点;③若在x0的两侧f(x)不变号, 则x0不是极值点.
c) 第二充分条件:f(x)在x0处二阶可导, 且f(x0)0,
f(x0)0, 则
①若f(x0)0, 则
3、
1)x0为极大值点;②若f(x0)0, 则x0为极小值点.
凹凸 性及其判断, 拐点
2xx2f(x1)f(x2)凹的;若x1,x2I, f(1, 则称f(x)在区间I 上的图形是凸 的.
)22f(x)在区间I上连续, 若x1,x2I, f(x1x2)f(x1)f(x2), 则称f(x)在区间I 上的图形是22)判定定理:f(x)在[a,b]上连续, 在(a,b)上有一阶、二阶导数, 则
a) 若x(a,b),f(x)0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;
b) 若x(a,b),f(x)0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸 的.
3)拐点:设yf(x)在区间I上连续,
x0是f(x)的内 点, 如果曲线yf(x)经过点(x0,f(x0))时,
曲线的凹凸 性改变了, 则称点(x0,f(x0))为曲线的拐点.
(五) 不等式证明
1、 利用微分中值定理; 2、利用函数单调性; 3、利用极值(最值).
(六) 方程根的讨论
1、连续函数的介值定理; 2、Rolle定理; 3、函数的单调性; 4、极值、最值; 5、凹凸 性.
(七) 渐近线
1、 铅直渐近线:limf(x), 则xa为一条铅直渐近线;
xa2、 水平渐近线:limf(x)b, 则yb为一条水平渐近线;
x3、 斜渐近线:lim(八) 图形描绘
四、 不定积分
(一) 概念和性质
1、
2、
xf(x)k,lim[f(x)kx]b存在, 则ykxb为一条斜渐近线.
xx原函数:在区间I上, 若函数F(x)可导, 且F(x)f(x), 则F(x)称为f(x)的一个原函数.
不定积分:在区间I上, 函数f(x)的带有任意常数的原函数称为f(x)在区间I上的不定积分.
3、
4、
(二) 换元积分法
基本积分表(P188, 13个公式);
性质(线性性).
1、 第一类换元法(凑微分):f[(x)](x)dxf(u)duu(x)
2、 第二类换元法(变量代换):f(x)dx(三) 分部积分法:udvuvvdu
f[(t)](t)dtt1(x)
(四) 有理函数积分 : 1、“拆”; 2、变量代换(三角代换、倒代换、根式代换等).
五、 定积分
(一) 概念与性质:
1、
2、
定义:f(x)dxlimf(i)xi
abn0i1性质:(7条)
性质7 (积分中值定理) 函数f(x)在区间[a,b]上连续, 则[a,b], 使
baf(x)dxf()(ba)
(平均值:f()baf(x)dxba)
(二) 微积分基本公式(N—L公式)
1、 变上限积分:设(x)xaf(t)dt, 则(x)f(x)
推广:d(x)f(t)dtf[(x)](x)f[(x)](x)
(x)dx2、 N—L公式:若F(x)为f(x)的一个原函数, 则baf(x)dxF(b)F(a)
bb(三) 换元法和分部积分
1、 换元法:baf(x)dxf[(t)](t)dt 2、分部积分法:udvuvavdu
baa(四) 反常积分
1、 无穷积分:
af(x)dxlim瑕积分:
tatf(x)dx,
bbf(x)dxlimttabf(x)dx,
f(x)dxt0f(x)dx0f(x)dx
2、
baf(x)dxlimf(x)dx(a为瑕点),
f(x)dxlimtatbtbaf(x)dx(b为瑕点)
两个重要的反常积分:
, p1dx1) 2)
axpa1p, p1p1(ba)1q, q1bbdxdx
a(xa)qa(bx)q1q, q1
六、 定积分的应用
(一) 平面图形的面积
1、 直角坐标:A[f2(x)f1(x)]dx
ab
2、
2极坐标:A1[2()12()]d
2
(二) 体积
1、 旋转体体积:
a)曲边梯形yf(x),xa,xb,x轴, 绕x轴旋转而成的旋转体的体积:Vxfabab2(x)dx
b)曲边梯形yf(x),xa,xb,x轴, 绕y轴旋转而成的旋转体的体积:Vy2xf(x)dx(柱壳法)
2、 平行截面面积已知 的立体:V(三) 弧长
1、 直角坐标:s3、极坐标:s
七、 微分方程
(一) 概念
1、 微分方程:表示未知 函数、未知 函数的导数及自变量之间关系 的方程.
阶:微分方程中所出现的未知 函数的最高阶导数的阶数.
2、 解:使 微分方程成为恒等式的函数.
通解:方程的解中含有任意的常数, 且常数的个数与微分方程的阶数相同.
特解:确定了通解中的任意常数后得到的解.
(二) 变量可分离的方程
baA(x)dx
ba1f(x)dx 2、参数方程:s2(t)2(t)2dt
()2()2d
g(y)dyf(x)dx, 两边积分g(y)dyf(x)dx
(三) 齐次型方程
xdydudxxdxdvdyyy; 或(), 设v, 则uxvy
(), 设u, 则ydyydydydxdxdxxx(四) 一阶线性微分方程
P(x)dxdyP(x)dxdxC
Q(x)eP(x)yQ(x) , 用常数变易法或用公式:yedx(五) 可降阶的高阶微分方程
1、y(n)f(x), 两边积分n次;
2、yf(x,y)(不显含有y), 令yp, 则yp;
3、yf(y,y)(不显含有x), 令yp, 则ypdp
dy
(六) 线性微分方程解的结构
1、y1,y2是齐次线性方程的解, 则C1y1C2y2也是;
2、y1,y2是齐次线性方程的线性无关的特解, 则C1y1C2y2是方程的通解;
3、yC1y1C2y2y*为非齐次方程的通解, 其中y1,y2为对应齐次方程的线性无关的解,
y*非齐次方程的特解.
(七) 常系 数齐次线性微分方程
二阶常系 数齐次线性方程:ypyqy0
特征方程:r2prq0, 特征根:
r1,r2
特征根
1r2 实根
rrx通 解
yC1e1C2e
r2x
r1r2p2y(C1C2x)e1
yex(C1cosxC2sinx)
rxr1,2i
(八) 常系 数非齐次线性微分方程
ypyqyf(x)
0, λ不是特征根1、f(x)ePm(x), 设特解y*xkexQm(x), 其中
k1, λ是一个单根2, λ是重根x2、f(x)exPl(x)cosxPn(x)sinx
(1)(2)(x)cosxRm(x)sinx, 设特解y*xkexRm0,
i不是特征根其中
mmax{l, n},
k
1,
i是特征根
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