主题
高等数学
①函数、极限、连续
1.函数
一、函数的概念
函数的定义
自变量,因变量的变化范围 定义域,函数值构成的集合值域三种常用特殊函数
分段函数隐函数参数方程确定的函数
二、函数的性质
函数的单调性
增函数,减函数函数的奇偶性
奇函数:,图像 关于原点对称
偶函数:,图像 关于y轴对称函数的有界性
恒有 有界函数上界,下界无界函数函数的周期性
周期函数
三、反函数
, 是 的 反函数- 只有一一对应的函数才有反函数
与 图像 关于y=x对称
四、函数的四则运算与复合运算
函数的四则运算
加法 数乘 乘法 除法 函数的复合运算
设函数的定义域 ,函数 的定义域 ,且值域 由
和 构成的 复合函数,函数的复合运算记作
五、基本初等函数
- 常值函数,
- 幂函数,
- 指数函数,
- 对数函数,
- 三角函数,
, , - 反三角函数,
, ,
2.极限
一、数列极限
- 数列的定义
数列 , 通项 - 数列极限的定义
数列的极限 - 数列极限的性质
- 唯一性:数列极限的结果唯一
- 有界性:收敛数列必有界
- 夹逼定理:当左数列与右数列的极限相同时,夹在其中间数列的极限相同
- 单调有界性:单调有界数列必有极限
- 四则运算法则:
二、函数在 时的极限
极限,左极限,右极限
三、函数在无穷远的极限
- 函数在
时的极限
3.函数极限的性质与运算
一、函数极限的运算
- 极限的四则运算
- 夹逼定理
- 两个重要极限*
4.无穷小量与无穷大量
一、无穷小量与无穷大量的概念
无穷小量无穷大量正无穷大量负无穷大量
- 无穷小量与有界量的乘积仍是无穷小量
- 无穷小量的倒数为无穷大,无穷大的倒数为无穷小
二、无穷小量的比较
无穷小量的比较
设, 都是 时的无穷小量,且 在 的去心邻域内不为0 若 ,则当 称 是 在 时的 高阶无穷小量 等价无穷小量 低阶无穷小量 , 同阶无穷小量 极限
时的等价无穷小量
常用等价无穷小替换公式① ⑤ ⑨ ② ⑥ ⑩ ③ ⑦ ⑪ ④ ⑧ ⑫ 等价无穷小的重要性质
等价无穷小的传递性:在同一极限中,若, ,则
5.连续函数的概念与性质
一、函数的连续与间断
函数在一点连续的概念
设函数在 及其附近有定义,若 成立,则函数 在 处连续, 称为函数 的连续点 左连续、右连续
设函数在 的某个邻域内有定义, 条件 称函数 在点 处 左连续 右连续 函数间断点的定义
设函数在 的某个邻域内有定义,如果函数 有下列三种情形之一:
· 在点处无定义
·不存在
·
则函数在点 处不连续,点 称为函数 的间断点 间断点的分类
第一类间断点:
是函数 的间断点,且 和 都存在 条件 结论 可去间断点 跳跃间断点 第二类间断点
条件 结论 或 无穷间断点 不存在 振荡间断点
函数连续的性质
· 设函数和 在点 处连续, 、 、 都在点 处连续
· 设函数由函数 与函数 复合而成, ,若函数 在 处连续,且 ,而函数 在 处连续,则复合函数 在 处连续 闭区间上连续函数的性质
· 最大值和最小值定理:若函数在闭区间 上连续,则函数 在闭区间 上必定取得最大值和最小值
· 有界性定理:若函数在闭区间 上连续,则函数 在闭区间 上必有界
· 界值定理:若函数在闭区间 上连续,且在这区间的端点取不同的函数值 和 ,则对于 和 之间的任意一个数 ,在开区间 内至少有一点 ,使得
· 推论1:若函数在闭区间 上连续, 和 分别是 在 上的最大值和最小值,则对于满足 的任何实数 ,至少存在一点 使得
· 推论2(零点定理):若函数在闭区间 上连续,且 与 异号(即 ),则至少存在一点 使得 初等函数的连续性
· 基本初等函数在其定义域内为初等函数
· 初等函数在其定义区间内为连续函数
②一元函数微分学
1.导数与微分的概念
一、导数的概念
函数在一点处的导数定义
设在 及其附近有定义,如果极限 存在,则称函数 在 处可导,极限的值称为函数 在 处的导数 , , 左导数与右导数
左导数 右导数 函数 在点 处可导
导数的几何意义
点在 上,则 条件 切线方程 法线方程 可导与连续的关系
如果函数在点 处可导,则函数 在点 处连续
可导一定连续,连续不一定可导
二、微分的概念
- 函数在一点处的微分
设函数在 及其附近有定义,如果函数值 在点 处的变化量 可表示成自变量变化量的一次项 与自变量变化量的高阶无穷小 之和,即 则函数 在 处可微, 称为 在 处的微分
函数的微分表达式: - 可导与微分的关系
,可导与可微等价
三、相关变化率
- 相关变化率的定义
· 设与 都是可导函数,而变量 与变量 之间存在某种关系,从而变化率 与变化率 之间也存在一定关系,这两个可以相互依赖的变化率称为相关变化率
· 相关变化率是研究这两个变化率之间的关系,以便从一个变化率求出另一个变化率
2.导数的运算
一、基本导数公式
| 原函数 | 导函数 | 原函数 | 导函数 | |
|---|---|---|---|---|
二、导数的四则运算
三、复合函数的导数与微分
- 复合函数的链式求导法则
- 复合函数的微分
如果函数和函数 可微,则复合函数 的微分
3.特殊函数求导法,高阶导数与近似运算
一、特殊函数的求导法
二、高阶导数
三、隐函数的导数
4.微分中值定理
5.洛必达法则
6.利用导数研究函数性质
7.曲率
8.泰勒公式
③一元函数积分学
1.原函数与不定积分的概念
2.基本积分公式
3.换元积分法
4.分部积分法
5.定积分的概念及其基本性质
6.微积分基本定理
7.定积分的换元积分法和分部积分法
8.反常积分
9.定积分在几何学上的应用
10.定积分在物理学上的应用
④向量代数与空间解析几何
1.向量代数
一、空间直角坐标系与向量代数
- 空间直角坐标系概述
- 空间直角坐标系
- 坐标轴与卦限
轴、 轴、 轴, 面、 面、 面,三个坐标面将空间分割成八个卦限 - 空间中的点与坐标的对应关系
- 空间中两点间的距离公式
,
- 向量代数概述
向量的定义
向量,数量向量的模
向量的长度称为模,单位向量:模为1的向量零向量:长度为0的向量
对两个向量的夹角,规定 基本单位向量
与空间直角坐标系中的轴、 轴、 轴同方向的单位向量, 、 、 向量的方向角与方向余弦
方向角:非零向量分别与轴、 轴、 轴正向的夹角 , , 方向余弦:、 、 向量的坐标表示
, , , 向量的线性运算
加法交换律 加法结合律 数乘结合律 数乘对于数量加法的分配律 数乘对于向量加法的分配律 向量的数量级
交换律 结合律 分配律 向量的向量积
向量积的模
几何意义上表示以 为邻边的平行四边形的面积 反交换律 结合律 左分配律 右分配律 向量及其坐标的有关公式
①,
②
③
④与 平行的充要条件是它们对应的坐标成比例,即
⑤与 垂直的充要条件是
⑥ 若,则 称为 的单位化向量,表示与 同方向的单位向量,且有 ,此时 ,即 其中
, , 是 的方向余弦