+ f (t )dt ,其中 f (t )连续,则 dx = f (x ) dy (1) y = +∏ ( ) f (t )dt ,其中 ∏ (x ) ,∏ (x )可导,f (t ) (2)y = x
公 式 2 . lim 1 + lim
(1 + v )v = e 1 ?
1 ? =
e ; u lim
1 + ? = e ; n u ( )
x x n
当 x ? 0 时, e = 1 + x + + ? + + 0 x x x 5
+ + ? + ( 1) x x 4
+ ? + ( 1)
x x 3 + ? + ( 1) n +1 x ( )
x x 5 + ? + ( 1) n +1 x x , e x 1 ~ x , ln (1 + x ) ~ x ,
整数),则 lim x n = A 存在,且 A ε m f 2(x ) g 2(x )
f (x )
g (x )
整数),则 lim x n = A 存在,且 A δ M f 2(x ) g 2(x )
f (x )
g (x ) 2 2 (
考研数学知识点-高等数学
一. 函数的概念
1.用变上、下限积分表示的函数
公式 1. lim
x 0 sin x
x = 1
连续,
x
0 ∏ 2 ( x ) 1
1 2 v 0
1
n n u
则
dy
dx
= f [∏ 2 (x )]∏ 2 (x ) f [∏1 (x )]∏1 (x )
4.用无穷小重要性质和等价无穷小代换
5.用泰勒公式(比用等价无穷小更深刻)(数学一和 2.两个无穷小的比较
数学二)
设 lim f (x ) = 0 , lim g (x ) = 0 ,且 lim
f (x )
g (x )
= l
x n (1) l = 0 ,称 f (x ) 是比 g (x ) 高阶的无穷小,记以
f (x ) = 0[
g (x )] ,称 g (x ) 是比 f (x ) 低阶的无穷
sin x = x
3
3! 5!
n
x 2 n +1
(2n + 1)!
+ 0(x 2 n +1
)
小。
(2) l ? 0 ,称 f (x ) 与 g (x ) 是同阶无穷小。
cos x = 1 2 2! 4!
n
x 2 n
(2n )!
+ 0(x 2n
)
( 3) l = 1 ,称 f (x ) 与 g (x ) 是等价无穷小,记以
ln (1 + x ) = x 2
2 3 n
n
+ 0(x n ) f (x ) ~ g (x )
3.常见的等价无穷小 当 x ? 0 时
sin x ~ x , tan x ~ x ,arcsin x ~ x ,arctan x ~ x
3 2 n +1 arctan x = x + 0 x 2n +1 3 5 2n + 1
(1+ x ) ? =1+?x + ?(? 1) x 2
+? + ?(? 1)? [? (n 1)] x n
+ 0(x n
)
2! n !
1 cos x ~ 1
2 2
6.洛必达法则
(1 + x ) ?
1 ~ ?x
法则 1.(
型)设(1)lim f (x ) = 0 ,lim g (x ) = 0 二.求极限的方法
1.利用极限的四则运算和幂指数运算法则 2.两个准则
准则 1.单调有界数列极限一定存在
(1)若 x n +1 δ x n ( n 为正整数)又 x n ε m ( n 为正 n
(2)若
x n +1 ε x n ( n 为正整数)又 x n δ M ( n 为正
n
准则 2.(夹逼定理)设 g (x ) δ f (x ) δ h (x )
(2) x 变化过程中, f 2(x ) , g 2(x ) 皆存在
(3)
lim = A (或 )
则
lim = A (或 ) (注:如果
lim 不存在且不是无穷大量情形,则
不能得出
lim 不存在且不是无穷大量情形)
若 lim g (x ) = A , lim h (x ) = A ,则 lim f (x ) = A 法则 2.
型)设(1)lim f (x ) = ,lim g (x ) = 3.两个重要公式
(2) x 变化过程中, f 2(x ) , g 2(x ) 皆存在
f 2(x )
g 2(x )
f (x )
g (x )
k ? =k 1 f ?? n ?? = +0 f (x )dx
1
(x )2 = ? x
( ) = ? x
(? 实常数)d x
(3)
lim = A (或 )
则 lim = A (或 )
7.利用导数定义求极限 值,如果对于区间 [a , b ]
上的任一点 x ,总有 f (x ) δ M ,
则称
M 为函数 f (x ) 在 [a , b ]上的最大值。同样可以定义最
小值 m 。
定理 3.(介值定理)如果函数 f (x ) 在闭区间 [a , b ]
上
基本公式: lim
x 0
f (x 0 + x ) f (x 0 )
x
= f 2(x 0 ) [如果
连续,且其最大值和最小值分别为 M 和 m ,则对于介于 m
和
M 之间的任何实数 c ,在 [a , b ]上至少存在一个 ? ,使
存在]
8.利用定积分定义求极限
得
f (? ) = c
基本公式 1 lim
n n n
[如果存在]
推论:如果函数 f (x ) 在闭区间 [a , b ]
上连续,且 f (a )
三.函数的间断点的分类
函数的间断点分为两类:
(1)第一类间断点 设
x 0 是函数 y = f (x )的间断点。如果 f (x ) 在间断点
x 0 处的左、右极限都存在,则称 x 0 是 f (x ) 的第一类间断
与 f (b )异号,则在 (a , b )内至少存在一个点 ? ,使得
f (? ) = 0
这个推论也称为零点定理 五.导数与微分计算
1.导数与微分表
点。
第一类间断点包括可去间断点和跳跃间断点。
(c )2 = 0 d (c ) = 0
?
? 1 ?
1
dx (? 实常数)
(2)第二类间断点 第一类间断点以外的其他间断点统称为第二类间断
(sin x )2 = cos x
d sin x = cos xdx
点。
常见的第二类间断点有无穷间断点和振荡间断点。
(cos x )2 = sin x (tan x )2 = sec 2 x
d cos x = sin xdx
d tan x = sec 2 xdx 四.闭区间上连续函数的性质
在闭区间 [a , b ]
上连续的函数 f (x ) ,有以下几个基本
性质。这些性质以后都要用到。
定理 1.(有界定理)如果函数 f (x ) 在闭区间 [a , b ]
上 (cot x )2 = csc 2 x (sec x )2 = sec x tan x
(csc x )2 = csc x cot x
d cot x = csc 2 xdx
d sec x = sec x tan xdx
d csc x = csc x cot xdx
连续,则 f (x ) 必在 [a , b ]
上有界。
定理 2.(最大值和最小值定理)如果函数 f (x ) 在闭 (log a x )2 =
d log a x =
1
x ln a dx
x ln a
(a > 0, a ? 1)
(a > 0, a ? 1) 区间 [a , b ]
上连续,则在这个区间上一定存在最大值 M 和 (ln x )2 = 1
x
d ln x = 1 x
dx 最小值 m 。
其中最大值 M 和最小值 m 的定义如下: 定义 设 f (x 0 ) = M 是区间 [a , b ]上某点 x 0 处的函数
(a x )2 = a x ln a (a > 0, a ? 1) da x = a x ln adx (a > 0, a ? 1)
(e )2 = e
de x = e dx (arccos x )2 = (arctan x )2 = (arc cot x )2 = 1 2
[l n (x + )]
= x + a
d arccos x = d arctan x = 1 + x 2 darc cot x = 1 + x 2
≤ dx ∞? ⊕ = ? 22(t )∏ 2(t ) ? 2(t )∏ 22(t ) dx ∞? = ≤ d d =
x + a [l n (x + )]
= x a
x a 2
g 2(y )=(2(x )?0)=
f 2[
g ( y )]
f 2(x ) ≤ f 2(x )? ⊕ 1 d [
g 2( y )]
[ f 2(x )]
? f (x )/ f 2(x )g (x ) f (x )g 2(x ) = = f 2[∏ (x )]∏ 2(x ) 关 于 幂 指 函 数 y =
[ f (x )]
≤ ?
x
x
x
? 2(t )存在,且 ∏ 2(t ) ? 0 ,则
(arcsin x )2 =
1 1 x
2
d arcsin x =
1
1 x
2
dx
dy
dx
=
? 2(t ) ∏ 2(t )
(∏ 2(t ) ? 0)
2 2
1 1 x
2 1 1 + x 2
1 + x 2
1 x
2 + a 2 1 1
dx 1 x 2
dx 1 dx 二阶导数
? dy / ? dy /
d y 1 dx 2 dx dt dx [∏ 2(t )]3
dt
5.反函数求导法则
设 y = f (x ) 的 反 函 数 x = g ( y ) , 两 者 皆 可 导 , 且
d ln (x + x 2 + a 2 )
= 2 1 2
dx
f 2(x ) ? 0
2 2 2
d ln (x + x 2 a 2 )
=
2.四则运算法则
1 x
2 a 2
1
2
dx
则
二阶导数 g 22( y ) = =
1 1
[ f (x ) ± g (x )]2 = f 2(x ) ± g 2(x ) [ f (x ) ⊕ g (x )]2 = f 2(x )g (x ) + f (x )g 2(x )
=
f 22(x )
3
=
f 22[
g ( y )]
{ f 2[g ( y )]}
3
( f 2(x ) ? 0)
2 ' g (x ) ∞ = g 2 (x ) 3.复合函数运算法则
(g (x ) ? 0)
6.隐函数运算法则
设 y = y (x ) 是由方程 F (x , y ) = 0 所确定,求 y 2 的方 设 y = f (u ),u = ∏ (x ) ,如果 ∏ (x ) 在 x 处可导,f (u )
在对应点 u 处可导,则复合函数 y = f
[∏ (x )]在 x 处可导,
且有
法如下:
把 F (x , y ) = 0 两边的各项对 x 求导,把 y 看作中间变
量,用复合函数求导公式计算,然后再解出 y 2 的表达式(允
dy dx dy du
du dx
许出现 y 变量)
对应地 dy = f 2(u )du = f 2
[∏ (x )]∏ 2(x )dx
由于公式 dy = f 2(u )du 不管 u 是自变量或中间变量
都成立。因此称为一阶微分形式不变性。
4.由参数方程确定函数的运算法则
7.对数求导法则
先对所给函数式的两边取对数,然后再用隐函数求导 方法得出导数
y 2 。
对数求导法主要用于: ①幂指函数求导数
②多个函数连乘除或开方求导数 设 x = ∏ (t ),y = ? (t ) 确定函数 y = y (x ) ,其中 ∏ 2(t ),
g ( x )
常用的一种方法
= f 2(? ) (2) y = a (a > 0, a ? 1)
y (n ) = sin x + n ?
y (n ) = cos x + n ?
[u (x )v (x )](n ) =
C nk u (k ) (x )v (n k ) (x )
(x ) = v (x )
(0 )
y = e g ( x ) ln f ( x ) 这样就可以直接用复合函数运算法则进行。 (1)在闭区间 [a , b ]
上连续;
8.可微与可导的关系
f (x ) 在 x 0 处可微 ? f (x ) 在 x 0 处可导。 9.求 n 阶导数( n ε 2 ,正整数)
先求出 y 2, y 22,? , 总结出规律性,然后写出 y
用归纳法证明。
有一些常用的初等函数的 n 阶导数公式
,最后
(2)在开区间 (a , b )内可导;
则存在 ?
(a , b ),使得
f (b ) f (a )
b a
或写成 f (b ) f (a ) = f 2(? )(b a )
(a < ? < b )
(1) y = e
x
y (n ) = e x
有时也写成
f (x 0 + x ) f (x 0 ) = f 2(x 0 + ? x ) ⊕ x
x
y (n ) = a x (ln a ) n
(0 < ? < 1)
(3) y = sin x
(4) y = cos x
2 ?
2 ?
这里
x 0 相当 a 或 b 都可以, x 可正可负。
推论 1.若 f (x ) 在 (a , b )内可导,且 f 2(x ) α 0 ,则 f (x )
在 (a , b )内为常数。
(5) y = ln x
y (n ) = ( 1) 1
(n 1)! x n
推 论 2 . 若 f (x ) , g (x ) 在 (a , b ) 内 皆 可 导 , 且
两个函数乘积的 n 阶导数有莱布尼兹公式
n k =0
f 2(x ) α
g 2(x ),则在 (a , b )内 f (x ) = g (x ) + c ,其中 c 为
一个常数。
三.柯西中值定理(数学四不要)
其 中 C nk =
n !
k !(n k )!
,
u (0 ) (x ) = u (x ) ,
设函数 f (x ) 和 g (x ) 满足: v
假设 u (x )和 v (x ) 都是 n 阶可导。
微分中值定理 (1)在闭区间
[a , b ] 上皆连续;
(2)在开区间 (a , b )内皆可导;且 g 2(x ) ? 0
则存在 ?
(a , b )使得
一.罗尔定理
设函数 f (x ) 满足
f (b ) f (a )
g (b ) g (a )
=
f 2(? )
g 2(? )
(a < ? < b )
(1)在闭区间 [a , b ]
上连续;
(2)在开区间 (a , b )内可导;
(3) f (a ) = f (b )
则存在 ?
(a , b ),使得 f 2(? ) = 0
二.拉格朗日中值定理
(注:柯西中值定理为拉格朗日中值定理的推广,特 殊情形 g (x ) = x 时,柯西中值定理就是拉格朗日中值定
理。)
四.泰勒定理(泰勒公式)(数学一和数学二)
定理 1.(皮亚诺余项的 n 阶泰勒公式) 设 f (x ) 在 x 0 处有 n 阶导数,则有公式
设函数 f (x ) 满足
R n (x ) = 0 ?? x x 0 (x x )n
e , sin x , cos x , ln (1 + x ) 和 (1 + x ) (? 为实常数)等的 n
2(x x 0 ) + f x 0 (x x 0 )2 + ? + f x 0 (x x 0 )n + R n (x ) n (x ? x 0
)
的一个极小值,称
x 0 为函数 f (x ) 的一个极小值点。
其中 R n (x ) = 0[
(x x 0 )
n
]
(x ? x 0
) 称为皮亚诺
函数的极大值与极小值统称极值。极大值点与极小值 点统称极值点。
余项。
lim 0 ?
前面求极限方法中用泰勒公式就是这种情形,根据不 同情形取适当的 n ,所以对常用的初等函数如
x ?
阶泰勒公式都要熟记。
定理 2(拉格朗日余项的 n 阶泰勒公式) 设 f (x ) 在包含 x 0 的区间 (a , b )内有 n + 1阶导数,在
[a , b ]上有 n 阶连续导数,则对 x [a , b ],有公式
2.必要条件(可导情形)
设函数 f (x ) 在 x 0 处可导,且 x 0 为 f (x ) 的一个极值
点,则
f 2(x 0 ) = 0 。
我们称 x 满足
f 2(x 0 ) = 0 的 x 0 为 f (x ) 的驻点可导函
数的极值点一定是驻点,反之不然。
极值点只能是驻点或不可导点,所以只要从这两种点 中进一步去判断。
3.第一充分条件
f (x ) = f (x 0 ) +
f 2(x 0 )
1!
(n )
2! n ! 设 f (x ) 在 x 0 处连续,在 0 < x x 0 < ? 内可导,
间)
其中 R n (x ) = f (n +1) (? )
(n + 1)!
(x x 0 )n +1 ,( ? 在 x 0 与 x 之 f 2(x 0 ) 不存在,或 f 2(x 0 ) = 0 。
1? 如果在 (x 0 ? , x 0 ) 内的任一点 x 处,有
称为拉格朗日余项。
上面展开式称为以 x 0 为中心的 n 阶泰勒公式。当
x 0 = 0 时,也称为 n 阶麦克劳林公式。如果 lim R n (x ) = 0 ,那么泰勒公式就转化为泰勒级
数,这在后面无穷级数中再讨论。
导数的应用: 一.基本知识
1.定义
设函数 f (x ) 在 (a , b )内有定义, x 0 是 (a , b )内的某一 点,则 如果点 x 0 存在一个邻域,使得对此邻域内的任一点
x (x ? x 0 ) ,总有 f (x ) < f (x 0 ),则称 f (x 0 ) 为函数 f (x ) 的一个极大值,称 x 0 为函数 f (x ) 的一个极大值点;
如果点 x 0 存在一个邻域,使得对此邻域内的任一点
x (x ? x 0 ) ,总有 f (x ) > f (x 0 ),则称 f (x 0 ) 为函数 f (x )
f 2(x ) > 0 ,而在 (x 0 , x 0 + ? ) 内的任一点 x 处,有 f 2(x ) < 0 ,则 f (x 0 ) 为极大值, x 0 为极大值点; 2? 如果在 (x 0 ? , x 0 ) 内的任一点 x 处,有
f 2(x ) < 0 ,而在 (x 0 , x 0 + ? ) 内的任一点 x 处,有
f 2(x ) > 0 ,则 f (x 0 ) 为极小值, x 0 为极小值点; 3? 如果在 (x 0 ? , x 0 ) 内与 (x 0 , x 0 + ? ) 内的任一点 x 处, f 2(x ) 的符号相同,那么 f (x 0 ) 不是极值, x 0 不是
极值点。 4.第二充分条件 设函数 f (x ) 在 x 0 处有二阶导数,且 f 2(x 0 ) = 0 , f 22(x 0 ) ? 0 ,则
当 f 22(x 0 ) < 0 时, f (x 0 ) 为极大值, x 0 为极大值点。
当 f 22(x 0 ) > 0 时, f (x 0 ) 为极小值, x 0 为极小值点。
[ f (x 1 ) + f (x 2 )] ?? f ?? x 1 2x ?? < 1 [ f (x 1 ) + f (x 2 )] ?? x + x ? 1 + f (x ) x
f (x ) x
= a ? 0 , lim [ f (x ) ax ] = b = a ? 0 , lim [ f (x ) ax ] = b 为点 M (x , y ) 处
[1 + ( y 2) ]
k + 1. x dx =
x a + x a
二.函数的最大值和最小值
1.求函数 f (x ) 在 [a , b ]
上的最大值和最小值的方法
首 先 , 求 出 f (x ) 在 (a , b ) 内 所 有 驻 点 和 不 可 导 点
x 1 ,? , x k ,其次计算 f (x 1 ),? , f (x k ), f (a ), f (b )。
最后,比较
f (x 1 ),? , f (x k ), f (a ), f (b ),
其中最大者就是 f (x ) 在 [a , b ]
上的最大值 M ;其中最
小者就是 f (x ) 在 [a , b ]
上的最小值 m 。
2.最大(小)值的应用问题
首先要列出应用问题中的目标函数及其考虑的区间,
然后再求出目标函数在区间内的最大(小)值。
三.凹凸性与拐点
1.凹凸的定义
设 f (x ) 在区间 I 上连续,若对任意不同的两点 x 1 , x 2 ,
恒有
y = f (x )在 (a , b )内是凸的。
求曲线 y = f (x )的拐点的方法步骤是:
第一步:求出二阶导数 f 22(x );
第二步:求出使二阶导数等于零或二阶导数不存在的
点 x 1、 x 2 、…、
x k ;
第三步:对于以上的连续点,检验各点两边二阶导数 的符号,如果符号不同,该点就是拐点的横坐标;
第四步:求出拐点的纵坐标。
四.渐近线的求法
1.垂直渐近线 若
lim f (x ) = 或 lim f (x ) =
则 x = a 为曲线 y = f (x )的一条垂直渐近线。
2.水平渐近线
若 lim f (x ) = b ,或 lim f (x ) = b
x + x
则
y = b 是曲线 y = f (x )的一条水平渐近线。
f ? 1 2 ? > 2 ? 2 ? ? 2 ? 2 ?
则称 f (x ) 在 I 上是凸(凹)的。
3.斜渐近线
若 lim x + 或 lim x x + x 在几何上,曲线 y = f (x )上任意两点的割线在曲线下
(上)面,则 y = f (x )是凸(凹)的。
如果曲线 y = f (x )有切线的话,每一点的切线都在曲
线之上(下)则 y = f (x )是凸(凹)的。
2.拐点的定义
曲线上凹与凸的分界点,称为曲线的拐点。 3.凹凸性的判别和拐点的求法 设函数 f (x ) 在 (a , b )内具有二阶导数 f 22(x ),
如果在 (a , b )内的每一点 x ,恒有 f 22(x ) > 0 ,则曲线
则
y = ax + b 是曲线 y = f (x )的一条斜渐近线。
五.曲率(数学一和数学二)
设 曲 线 y = f (x ) , 它 在 点 M (x , y ) 处 的 曲 率
k = 3 ,若 k ? 0 ,则称 R = 2 2
的曲率半径,在 M 点的法线上,凹向这一边取一点 D ,
使 MD = R ,则称 D 为曲率中心,以 D 为圆心, R 为半
径的圆周称为曲率圆。
不定积分
一.基本积分公式
y = f (x )在 (a , b )内是凹的;
如果在 (a , b )内的每一点 x ,恒有 f 22(x ) < 0 ,则曲线
?
x ? +1 ? + 1
+ C
(? ? 1,实常数)
+ x dx = ln x + C
+ 3. a dx = + + f (ax + b )d (ax + b )
f (ax + b )dx = + + ( ) (2) f ax + b x na + + + 6. sec xdx =
+ cos + + f (ln x )d (ln x ) f (ln x ) = 7. + + csc 2 xdx = dx = cot x + C + + + f ?? x ?? x = + f ? ?d ? ? x ? ? x ? + f ( x ) + f (
x )d ( x
)
= 2 + + f (a )a + f (a )(a ) + + + f (e )e
dx = + f (e )(e x )
+ +
a x
15. + 2 2 = + a =
x 16. = arcsin + C
+ C + C
a x + f (cos x )sin xdx = + f (cos x )d (cos x )
+ f (t a n x )s ec x dx = + f (t a n x )d (t a n x ) (9) + f (c ot x )c sc x dx =
+ f (c ot x )d (c ot x )
(10) + f (sec x )sec x tan xdx = + f (sec x )d (sec x )
+
= ln x + x 2 ± a 2 + C
x ± a
dx = + f (arcsin x )d (arcsin x )
+
+ f (u )du = F (u ) + C ,又 ∏ (x ) 可导,则
+ f [∏ (x )]∏ 2(x )dx = + f [∏ (x )]d ∏ (x )
+ f (u )du
dx =
+ f (arccos x )d (arccos x )
dx = + f (arctan x )d (arctan x ) dx = + f (arc cot x )d (arc cot x )
d 考研数学知识点-高等数学
2.
1
是非常熟练地凑出微分。
常用的几种凑微分形式:
x 1 ln a
a x + C (a > 0, a ? 1)
(1)
1
a +e x
dx = e x + C
(a ? 0)
4. cos xdx = sin x + C
n
dx = 1 f (ax n + b )(ax n + b )
5.
sin xdx = cos x + C
(a ? 0, n ? 0)
2
1 2
x
dx = tan x + C
(3) dx x 1
sin 2 x
8.
tan x sec xdx = sec x + C 9.
cot x csc xdx = csc x + C (4)
(5)
10. tan xdx = ln cos x + C
(6) x x dx = 1 ln a
x x
11.
cot xdx = ln sin x + C (a > 0, a ? 1)
12. sec xdx = ln sec x + tan x + C x
x
x
13.
csc xdx = ln csc x cot x + C
(7)
+ f (sin x )cos xdx = + f (sin x )d (sin x )
14.
dx 2 2
dx a +
x
dx
2 2
x
a
1 x
arctan a a 1 a + x ln 2a (a > 0)
(a > 0)
(a > 0)
(8)
(11) 2
2
dx 17.
2 2
二.换元积分法和分部积分法
(a > 0)
(12)
(13)
+ f (csc x )csc x cot xdx = + f (csc x )d (csc x )
f (arcsin x ) 1 x 2 1.第一换元积分法(凑微分法) 设
令u = ∏ (x )
= F (u ) + C = F [∏ (x )] + C
(14)
(15)
(16)
f (arccos x ) 1 x 2
f (arctan x )
1 + x
2 f (arc cot x )
1 + x
2 这里要求读者对常用的微分公式要“倒背如流”,也就
f ? arctan ?
1 + x
f ? arctan ?d ? arctan ?
n x +x +a +
x + a
x +a d
n x +x +a n x +x a +
x a
x a d n x +x a +
+
+
[ ]
(1)
P n (x )e , P n (x )sin ax , P n (x )cos ax 情形,
由 e 构成的代数式的根式,例如 ae + b 等。
只要令根式 g (x ) = t ,解出 x = ∏ (t ) 已经不再有根
Ax + B x + C (A ? 0) ,
第二类:被积函数含有
,
时 , 先 化 为
(17)
+
(
2 2
18
)]dx = + f [ln (x +
2
))
(a > 0)
(
2 2
2
2
19
)]dx = + f [ln (x +
2
)
))
(a > 0)
(20)
f 2(x )
f (x )
dx = ln f (x ) + C
( f (x ) ? 0)
2.第二换元积分法
设 u (x ), v (x ) 均有连续的导数,则
设 x = ∏ (t ) 可 导 , 且 ∏ 2(t ) ? 0
,
若
+ u (x )dv (x ) = u (x )v (x ) + v (x )du (x )
+ f [∏ (t )]∏ 2(t )dt = G (t ) + C ,
或
u (x )v 2(x )dx = u (x )v (x ) u 2(x )v (x )dx
+ 则
f (x )dx 令x = ∏ (t )
使用分部积分法时被积函数中谁看作 u (x ) 谁看作
f [∏ (t )]∏ 2(t )dt = G (t ) + C = G ∏ 1 (x ) + C v 2(x ) 有一定规律。
其中 t = ∏
1
(x )为 x = ∏ (t )的反函数。
ax
第二换元积分法绝大多数用于根式的被积函数,通过 换元把根式去掉,其常见的变量替换分为两大类:
P n (x )为 n 次多项式, a 为常数,要进行 n 次分部积分法,
第一类:被积函数是 x 与 n ax + b 或 x 与 n
ax + b cx + d
或
每次均取 e
u (x )。
ax ,
sin ax , cos ax 为 v 2(x ) ;多项式部分为
x x
n
式,那么就作这种变量替换 x = ∏ (t )即可。
2
(2)
P n (x )ln x , P n (x )arcsin x , P n (x )arctan x 情
形 , P n (x ) 为 n 次 多 项 式 取 P n (x ) 为 v 2(x ) , 而 ln x ,
arcsin x , arctan x 为 u (x ),用分部积分法一次,被积函
数的形式发生变化,再考虑其它方法。
如果仍令 Ax 2 + Bx + C = t 解出 x = ∏ (t )仍是根号,那
(3)e ax
sin bx ,e ax cos bx 情形,进行二次分部积分 么这样变量替换不行,要作特殊处理,将 A > 0 时先化为
2
法后要移项,合并。 (4)比较复杂的被积函数使用分部积分法,要用凑微
+ f (t )dt
+ + f (
x )dx f (x )dx = + f (x )dx = 0
+ f (t )dt 在
+ [k f (x ) + k f (x )]dx = k + f (x )dx + k + f (x )dx a a a (4) f (x )dx = f (x )dx + + f (x )dx ( c 也可以在 [a , b ] + + 推广形式:设 F (x ) =
+∏ ( ) f (t )dt ,∏ (x ),∏ (x )可导,
x
+ + g (x )dx f (x )dx δ m (b a ) δ + f (x )dx δ M (b a ) + +
f (x ) dx f (x )dx δ (7)设 a < b ,则 +
f (x )dx = F (x ) a = F (b ) F (a ) + f (x )dx = f (? )(b a )
1 b a +a
+ f (x )dx = 0 ( f 奇函数)
+ + f (x )dx ( f 偶函数) f (x )dx = 2 + +? f [∏ (t )]∏ 2(t )dt
f (x )dx =
+ f (x )dx = + f (x )dx
+ u (x )v 2(x )dx = u (x )v (x )
+ u 2(x )v (x )dx + f (t )dt ,
+ u (x )dv (x ) = u (x )v (x )
+ v (x )du (x )
( 2 2 分法,使尽量多的因子和 dx 凑成
x [a , b ]称为变上限积分的函数
一.定积分的概念与性质 1.定积分的性质
定理:1)若 f (x ) 在 [a , b ]
上可积,则 F (x ) =
x
a
(1)
a b
b a
在 [a , b ]
上连续
(2)
a
a (2)若 f (x ) 在 [a ,
b ]
上连续,则 F (x ) =
x
a ( 3 )
b b b
1 1
2 2 1 1 2 2
b c b
a a
c 之外)
(5)设 a δ b , f (x ) δ g (x ) (a δ x δ b ),则
b b
a a
(6)设 a < b , m δ f (x ) δ M (a δ x δ b ),则
b
a
b b
a a
[a , b ]上可导,且 F 2(x ) = f (x )
∏ 2 ( x ) 1 2
1
f (x ) 连续,
则 F 2(x ) = f
[∏ 2 (x )]∏ 2 (x ) f [∏ 1 (x )]∏1 (x )
2.牛顿一莱布尼兹公式
设 f (x ) 在 [a , b ]上可积,F (x )为 f (x ) 在 [a , b ]
上任意
一个原函数,
b
b
则有
a
(8)定积分中值定理
设 f (x ) 在 [a , b ]上连续,则存在 (注:若 f (x ) 在 [a , b ]
上连续,可以很容易地用上面
? [a , b ],使
b
a
变上限积分的方法来证明;若 f (x ) 在 [a , b ]
上可积,牛顿
一莱布尼兹公式仍成立,但证明方法就很复杂)
定义:我们称
b
f (x )dx 为 f (x ) 在 [a , b ]上的积 三.定积分的换元积分法和分部积分法 1.定积分的换元积分法
分平均值
(9)奇偶函数的积分性质
a
a 设 f (x ) 在 [a ,
b ]
上连续,若变量替换 x = ∏ (t )满足
(1) ∏ 2(t )在 [? , ? ](或
[? ,? ])上连续;
a a
a 0
( 2 ) ∏ (? ) = a , ∏ (? ) = b , 且 当 ? δ t δ
? 时,
(10)周期函数的积分性质 设 f (x ) 以 T 为周期, a 为常数,则
a δ ∏ (t ) δ
b ,则 a
b ?
a +T
a
T
2.定积分的分部积分法 设 u 2(x ), v 2(x )在 [a , b ]
上连续,则
二.基本定理 1.变上限积分的函数
b
a
b a
b a 定义:设 f (x ) 在 [a , b ]
上可积,则 F (x ) =
x
a
或
b
a b a
b
a
S 1 =
+ [y 2 (x ) y 1 (x )]dx
+ [x ( y ) x ( y )]dy
c + 1 + [y 2(x )] dx
而 dS = 1 + [y 2(x )]
dx 也称为弧微分
r (? )d ? 2 +? +? r
2 (? ) r 1 (? ) d ?
+? [r 2(? )] + [r 2(? )] d ?
弧长 S =
? y = y (t )
+? [x 2(t )] + [
y 2(t )]
dt
? y = ? (t )
V = + S (z )dz S = + + ? (t )∏ 2(t )dt ydx =
定积分的应用 一.平面图形的面积
1.直角坐标系
模型 I b
a 其中 y 2 (x ) ε y 1 (x ), x [a , b
]
二.平面曲线的弧长(数学一和数学二)
模型 II S 2 =
d
2 1
1.直角坐标系
其中 x 2 ( y ) ε x 1 ( y ), y [c , d ]
设光滑曲线 y = y (x ) , (a δ x δ b ) [也即 y (x ) 有
连续的导数]
弧长 S =
b
a
2
2
2.构坐标系
2.构坐标系 设光滑曲线 r = r (? ), (? δ ? δ ? ) [ r (? )在 [? , ? ]上
模型 I S 1 =
模型 II S 2 =
1 ? 2
1 ?
2 2
2
有连续导数]
2 2
3.参数方程所表曲线的弧长
?x = x (t )
(? δ t δ ? ) [ x (t ) , y (t ) 在 设光滑曲线 C ?
[? , ? ]上有连续的导数]
3.参数形式表出的曲线所围成的面积
曲线 C 的弧长 S =
2 2
三.特殊的空间图形的体积(一般体积要用二重积分) ?x = ∏ (t ) 的 参 数 方 程 ,
(? δ t δ ? ) ∏ (? ) = a , ? (? ) = b , ∏ (t ) 在 [? , ? ] ( 或 [? ,? ])上有连续导数,且 ∏ 2(t )不变号,? (t ) ε 0 且连续,
则曲边梯形面积(曲线 C 与直线 x = a , x = b 和 x 轴所围
成) b ? a ?
1.已知平行截面面积的立体体积
设空间一个立体由一个曲面和垂直于 z 轴两平面
z = c 和 z = d 所围成, z 轴每一点 z (c δ z δ d )且垂直于
z 轴的立体截面的面积 S (z )为已知的连续函数,则立体体
积
d
c
2.绕坐标轴旋转的旋转体的体积
(1)平面图形由曲线 y = y (x ) (ε 0)与直线 x = a ,
x = b 和 x 轴围成
绕 x 轴旋转一周的体积
V x = ? + y 2 (x )dx
V x = 2 + yx ( y )dy
V y = 2 + xy (x )dx
设平面曲线
C = ) 位于 x 轴上方,它绕 x 轴一周所
V y = ? + x 2 ( y )dy
1.设 AB 的方程为 y = y (x ) (a δ x δ b ) + Q ( y ) = + P (x )dx +
C
+ y (x )
1 + [y 2(x )] dx 2.设 AB 的极坐标方程为 r = r (? ), (? δ ? δ
+? r (? )sin ? [r 2(? )] + [r 2(? )] d ?
+ M (x ) dx + + N ( y ) dy = C 3 . 设 AB 的 参 数 方 程 为 x = x (t ) , y = y (t ) ,
+? y (t ) [x 2(t )] + [
y 2(t )]
dt
= u , = f ? ?
= P (x )Q ( y )
+ f (u ) u = +
b
a d
c 绕 y 轴旋转一周的体积
b
a
四.绕坐标轴旋转的旋转曲面的面积(数学一和数学
二)
(2)平面图形由曲线 x = x ( y ) (ε 0)与直线 y = c ,
y = d 和 y 轴围成
绕 y 轴旋转一周的体积
d
c 绕 x 轴旋转一周的体积
AB
得旋转曲面的面积为 S 。
)
通解
dy
(注:在微分方程求解中,习惯地把不定积分只求出 则 S = 2
b
a
2
它的一个原函数,而任意常数另外再加)
( 2 ) 方 程 形 式 :
)
? )
M 1 (x )N 1 ( y )dx + M 2 (x )N 2 ( y )dy = 0
则 S = 2
2 2 通解
M 1 (x ) N 2 ( y )
2 1
)
(M 2 (x ) ? 0, N 1 ( y ) ? 0)
2.变量可分离方程的推广形式
(? δ t δ ? )
则 S = 2
2 2
(1)齐次方程
y
令 x
dy
dx y ? x ? 常微分方程
二.变量可分离方程及其推广
则 dy dx = u + x du
dx = f (u ) 1.变量可分离的方程 dy (1)方程形式:
dx
(Q ( y ) ? 0)
du dx
x + c = ln | x | +c
= f (ax + by + c )(a ? 0, b ? 0)
+ P (x )y = Q (x ) + a + bf (u ) = + dx = x + c
?
= f ?? 1 1 1 a 2 x + b 2 y + c 2
① 当 =
? 0 情 形 , 先 求 出
[+ Q (x )e
则得 y = e
dx + C
+ P (x )y = Q (x )y ? (? ? 0,1) 令 z = y ?a 2 2 2 = 0
x + b y + c + (1 ? )P (x )z = (1 ? )Q (x ) =
= f ?? 1 1 ?? = a 1 + b 1 + b a 2 2
+ P ( y )x = Q ( y ) = = ? = f ??
?
= a 1 + b 1 f ?? du dy u + c 1
?u + c 2 ?
+ P (x )y = 0
(1) xdx + ydy = d ??
? ; (2) xdx ydy = d ??
? ;
dy (2) dx
令
ax + by + c = u , 2.一阶线性非齐次方程
dy
dx
用常数变易法可求出通解公式
则
du
dx
= a + bf (u ) 令 y = C (x )e
+ P ( x )dx
du
(3)
dx
?a 1 x + b 1 y + c 1 = 0 ?
的解 (? , ? )
dz
把原方程化为
dx
再按照一阶线性非齐次方程求解。
令 u = x
? , v = y ? 4.方程:
dy 1 dx Q ( y ) P ( y )x
则
dv du
a u +
b v ?
a 2u +
b 2v ?
f ?
v ?
u ? 属于齐次 v ? u ?
dx 可化为
dy
以 y 为自变量, x 为未知函数 方程情形
再按照一阶线性非齐次方程求解。
②当 =
a 1 a 2
b 1 b 2
= 0 情形,
四.全微分方程及其推广(数学一) 1.全微分方程
令
a 2 a 1
b 2 b 1
P (x , y )dx + Q (x , y )dy = 0 ,满足
Q x P
y
则
dy dx a 1 x + b 1 y + c 1
?(a 1 x + b 1 y ) + c 2
通解: u (x , y ) = C ,
其中 u (x , y ) 满足 du (x , y ) = P (x , y )dx + Q (x , y )dy
令 u = a 1 x + b 1 y ,
则 = a 1 + b 1
dx dx
属于变量可分离方程情形。
三.一阶线性方程及其推广
求 u (x , y ) 的常用方法。
第一种:凑全微分法
P (x , y )dx + Q (x , y )dy = ? = du (x , y )
把常见的一些二元函数的全微分公式要倒背如流,就
很有帮助。
1.一阶线性齐次方程
dy dx
x 2 + y 2
2
它也是变量可分离方程,通解公式 y = Ce
( c 为任意常数)
+ P ( x )dx
,
x 2 y 2
2
12
Edited by 杨凯钧 2005 年 10 月
x + y
= d ' ln x 2 + y 2 ∞ ;
x y (
= d ' ln x 2 y 2
)/∞ ;
u (x , y ) = u (x 0 0 ) + + ( x 0 0 ) x
= d ? ? ;
= u (x 0 0 ) + + P (x , y 0 )dx + + Q (x , y )dy = d ?? ?? ;
(8)
y ? y
= d ?? arctan ;
y ?? x + y
(9)
= d ? arctan
;
x + y
= d ?? ln x + y ?? x y
2 = P (x , y )得
[+ P (x , y )dx ]+ C 2( y ),
得 Q (x , y ) =
=
x + y = d ?? ln
x + y ? x y ?? (x ) + y
= d ?? 2 x + y ? ;
= d ?? x d x y d y 11 2 2 ? (x ) 2 x y ? y ( ) = d ? arctan x
2 + y 2 ? ; ( ) 1 + x + y ( ) = d ? arctan x
2 y 2 ? ; ( )
1 + x
2 y 2 [R Q ] [R P ]
(3) ydx + xdy = d (xy ) ;
(4)
(5)
ydx + xdy xy
xdx + ydy 2 2
= d (ln xy ) ;
? 1 /
≤ 2 ?
(6)
xdx ydy 2 2
? 1
≤ 2
?
, y ( x , y )
, y
P (x , y )dx + Q (x , y )dy
(7)
xdy ydx 2 y ? x ? , y
第三种:不定积分法
x y
x 0 y 0 (10)
(12)
xdy ydx
2 2
1
2
;
设 P (x , y )dx + Q (x , y )dy = 0 不是全微分方程。
(13) xdx + ydy 2 2 2
1 1
2 2
不满足 Q x P y
(14) ? ;
2 2 2
xdx + ydy ? 1 ? (15)
2 2 2
xdx ydy ? 1 ?
(16)
2
第二种:特殊路径积分法(因为积分与路径无关)
13
但是存在 R (x , y )
使 得 R (x , y )P (x , y )dx + R (x , y )Q (x , y )dy = 0 为 全
微分方程,
也即满足 =
x y
则 R (x , y )称为约当因子,
按全微分方程解法仍可求出
R (x , y )P (x , y )dx + R (x , y )Q (x , y )dy = du (x , y )
通解 u (x , y ) = C 。
这种情形,求约当因子是关键。 特殊的高阶微分方程
Edited by 杨凯钧 2005 年 10 月
特征方程 ? + p ? + q = 0
(1)当 = p 4q > 0 ,特征方程有两个不同的
一.可降阶的高阶微分方程
二.线性微分方程解的性质与结构
我们讨论二阶线性微分方程解的性质与结构,其结 论很容易地推广到更高阶的线性微分方程。
二阶齐次线性方程
任意常数)仍为同方程的解,特别地,当 y 1 (x ) ? ?y 2 (x )
( ? 为常数),也即 y 1 (x )与 y 2 (x )线性无关时,则方程的
通解为 y = C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )
2.若 y 1 (x ),y 2 (x )为二阶非齐次线性方程的两个特
解,则 y 1 (x ) y 2 (x )为对应的二阶齐次线性方程的一个
特解。
3.若 y (x )为二阶非齐次线性方程的一个特解,而
y (x )为对应的二阶齐次线性方程的任意特解,则 y (x ) + y (x )为此二阶非齐次线性方程的一个特解。
4.若 y 为二阶非齐次线性方程的一个特解,而
C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )为对应的二阶齐次线性方程的通解
( C 1, C 2 为独立的任意常数)则
y = y (x ) + C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )是此二阶非齐次线性方程
的通解。
5.设 y 1 (x )与 y 2 (x )分别是
y 22 + p (x )y 2 + q (x )y = f 1 (x )与
y 22 + p (x )y 2 + q (x )y = f 2 (x )的特解,则
y 1 (x ) + y 2 (x )是
y 22 + p (x )y 2 + q (x )y = f 1 (x ) + f 2 (x )的特解。
三.二阶和某些高阶常系数齐次线性方程 1.二阶常系数齐次线性方程
y 22 + py 2 + qy = 0
y 22 + p (x )y 2 + q (x )y = 0
二阶非齐次线性方程
(1)
其中 p , q 为常数,
2
y 22 + p (x )y 2 + q (x )y = f (x )
(2)
式
特征方程根的三种不同情形对应方程通解的三种形
1.若 y 1 (x ), y 2 (x )为二阶齐次线性方程的两个特
解,则它们的线性组合 C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )( C 1,C 2 为
实根 ?1 , ? 2
2
(2)当 = p 4q = 0 ,特征方程有二重根 (3)当 = p 4q < 0 ,特征方程有共轭复根
(C 1 cos ? x + C 2 sin ? x )
则方程的通解为
y = e
(3)若 0 是特征方程的重根,则令 y = x R n (x )
2.
f (x ) = P n (x )e 其中 P n (x )为 n 次多项式,? 为
则方程通解 y = C 1e + C 2 e + ? + C n e
则方程通解中含有
C 1 2 x + ? + C k x
+ C (1)若? 不是特征根,则令 y = R n (x )e (2)若? 是特征方程单根,则令
y = xR n (x )e
(3)若? 是特征方程的重根,则令 y = x R n (x )e
[(
e C 1 +C 2x +? +C k x
)cos ? x +(D + D x +? + D x )sin ? x ]
其中 R n (x ) = a 0 x + a 1 x 考研数学知识点-高等数学
则方程的通解为 y = C 1e
?x
+ C 2 e ?2
x
通解: y = y + C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )
?1 = ? 2
2
其中 C 1 y 1 (x ) + C 2 y 2 (x )为对应二阶常系数齐次线性
方程的通解上面已经讨论。所以关键要讨论二阶常系数非 齐次线性方程的一个特解 y 如何求?
则方程的通解为 y = (C 1 + C 2 x )e
?1x
我们根据 f (x ) 的形式,先确定特解 y 的形式,其中
2
? ± i ? ,
?x 2. n 阶常系数齐次线性方程
y (n ) + p 1 y (n 1) + p 2 y (n 2 ) + ? + p n 1 y 2 + p n y = 0
其中
p i (i = 1,2,? , n ) 为常数。
相应的特征方程
n 1 n 2
特征根与方程通解的关系同二阶情形很类似。
(1)若特征方程有 n 个不同的实根 ? 1, ?2 ,? , ?n
?1x ?2 x ?n x
(2)若 ?0 为特征方程的 k 重实根 (k δ n ) k 1 ?0 x
( 3 ) 若 ? ± i ? 为 特 征 方 程 的 k 重 共 轭 复 根 (2k δ n )
则方程通解中含有
包含一些待定的系数,然后代入方程确定这些系数就得到 特解 y ,常见的 f (x ) 的形式和相对应地 y 的形式如下:
1.
f (x ) = P n (x ),其中 P n (x )为 n 次多项式
( 1 ) 若 0 不 是 特 征 根 , 则 令
y = R n (x ) = a 0 x n + a 1 x n 1 + ? + a n 1 x + a n
其中
a i (i = 0,1,2,? , n )为待定系数。
(2)若 0 是特征方程的单根,则令
y = xR n (x ) 2
?x
实常数
?x
?x
2 ?x
3 .
f (x ) = P n (x )e ?x sin ? x 或
f (x ) = P n (x )e ?x cos ? x
其中
P n (x )为 n 次多项式,? , ? 皆为实常数
?x
k 1 1 2 k
k 1 ( 1 ) 若 ? ± i ? 不 是 特 征 根 , 则 令
y = e ?x [R n (x )cos ? x + T n (x )sin ? x ]
由此可见,常系数齐次线性方程的通解完全被其特 征方程的根所决定,但是三次及三次以上代数方程的根
n
n 1 + ? + a n 1 x + a n
不一定容易求得,因此只能讨论某些容易求特征方程的 根所对应的高阶常系数齐次线性方程的通解。
四.二阶常系数非齐次线性方程 a i (i = 0,1,? , n )为待定系数
T n (x ) = b 0 x n + b 1 x n 1 + ? + b n 1 x + b n
方程: y 22 + py 2 + qy = f (x )
其中 p , q 为常数
b i (i = 0,1,? , n )为待定系数
[R n (x)cos ? x + T n (x)sin ? x] y = xe 3.数量积。a ⊕ b = a b ⊕ cos ? ) ??
+ ? + p n 1 xy2 + p n y = 0,
+ p1 x 其中 ?? ) ??为向量a, b间夹角
x = e代入方程,变为t是自变量,y是未知函数的微
= ⊕ = e t =
a ?
b = a b sin ? a), b ??
d y dx
= e
dt d ? dy ? t d ?
= e 2t
d y
dt
d y
2
dy ?
dt ??
d y dx
d y
=
dt
cos∏ =
cos∏=
a +a22 +a32 ⊕ b12 +b22 +b32
1 1
2
3 3
(2)若? ± i?是特征根,则令
?x
五.欧拉方程(数学一)
x y y
其中p i (i = 1,2,? , n)为常数称为n阶欧拉方程。令t
分方程,一定是常系数齐次线性微分方程。
注意下面变换公式:
?
a, b
= a1b1 + a 2b2 + a3b3 ?
a, b
a ⊕ b为数量也称点乘。
a ⊕
b 0表示向量a在向量b上的投影,即
a ⊕
b 0 = Pr j b a
4.向量积a ? b也称为叉乘。
dy dx dy dt
dt dx
dy1 dy
dt x dt
,x
dy
dx
dy
dt
, ?
?
2
dx dt ? dx ?
dt ?
t dy ?
dt ?
2
e 2t
dy
dt
a ? b的方向按右手法则垂直于a, b所在平面,且
i j k
= 1
x2
2
dt
,
a ?
b = a1
b1
a 2
b2
a3
b3
x 2 2
2
2
2
dy
dt
a ? b是向量,a ?
b = b ? a。a ? b等于以a, b为
邻边的平行四边形的面积。
向量代数与空间解析几何
三.向量的运算
5.混合积:定义 (a, b, c) = (a ? b) ⊕ c,坐标公式
a = a1i + a 2 j + a3 k = {a1 , a 2 , a3}
b = b1i + b2 j + b3 k = {b1 , b2 , b3 } (a, b, c) =
a1
b1
c1
a 2
b2
c2
a3
b3
c3
c = c1i + c2 j + c3 k = {c1 , c2 , c3 } 几何意义 (a, b, c)表示以a, b, c为棱的平行大面体
的体积。
四.两向量间的关系
设a = {a1 , a 2 , a3}, b = {b1 , b2 , b3 } 1.加法。a + b = {a1 + b1 , a 2 + b2 , a3 + b3 }
减法。a b = {a1 b1 , a 2 b2 , a3 b3 }
2.数乘。 ?? = {?a1 , ?a 2 , ?a3}( ?是常数)
向量的加、减和数乘运算统称线性运算。
关系
a, b间夹
角 (∏ )
a与b垂
直
向量表示
a ⊕ b
a b
a ⊕
b = 0
向量坐标表示
ab +a2b +ab
2
1
a1b1 + a 2b2 + b3b3 = 0
= = 3 ? A 2 2 2 2 = 0
x + B y + C z + D A + B 12 + C 12 ⊕ A 22 + B 22 + C 22
? B 1 C 1 ? D 1 ? D 2 ?? = = = 设 直 线
L 的 一 般 式 方 程 为
a 与
b 平
行
a ?
b = 0
a 1
b 1
为
二.平面及其方程
1.法(线)向量,法(线)方向数。
与平面 ? 垂直的非零向量,称为平面 ? 的法向量, 通常记成 n 。法向量 {m , n , p }的坐标称为法(线)方向 数。对于给定的平面 ? ,它的法向量有无穷多个,但它 所指的方向只有两个。
k 1 ( A 1 x + B 1 y + C 1 z + D 1 ) + k 2 (A 2 x + B 2 y + C 2 z + D 2 ) = 0
,其中 (k 1 , k 2 ) ? (0,0)。
6.有关平面的问题 两平面为
1 : A 1 x + B 1 y + C 1 z + D 1 = 0 2.点法式方程 已知平面 ? 过 M (x 0 , y 0 , z 0 )点,
2 : A 2 x + B 2 y + C 2 z + D 2 = 0
其法向量 n = {A , B , C },则平面 ? 的方程为
A (x x 0 ) +
B ( y y 0 ) +
C (z z 0 ) = 0
1 与 ?
2 间
夹角 (∏ )
cos ∏ = 2
1
A 1 A 2 +
B 1 B 2 +
C 1C 2
或
n ⊕ (r r 0 ) = 0
垂直条件
A 1 A 2 +
B 1 B 2 +
C 1C 2 = 0
其中
r 0 = {x 0 , y 0 , z 0 }, r = {x , y , z }
3.一般式方程
Ax + By + Cz + D = 0
其中
A ,
B ,
C 不全为零。 x , y , z 前的系数表示 ? 的
平行条件
重合条件
A 1
A 2 A 1 A 2
= = ? B 2 C 2 ? B 1 C 1
B 2
C 2
D 1
D 2
法线方向数, n = {A , B , C }是 ? 的法向量。
特别情形:
Ax + By + Cz = 0 ,表示通过原点的平面。
设 平 面 ? 的 方 程 为 Ax + By + Cz + D = 0 , 而 点
M (x 1 , y 1 , z 1 )为平面 ? 外的一点,则 M 到平面 ? 的距离
d :
Ax + By + D = 0 ,平行于 z 轴的平面。
d = Ax 1 + By 1 + Cz 1 + D
A 2 +
B 2 +
C 2
Ax + D = 0 ,平行 yOz 平面的平面。
x = 0 表示 yOz 平面。
4.三点式方程
设 A (x 1 , y 1 , z 1 ) , B (x 2 , y 2 , z 2 ) , C (x 3 , y 3 , z 3 ) 三
三.直线及其方程
1.方向向量、方向数
与直线平行的非零向量 S ,称为直线 L 的方向向量, 方向向量的坐标称为方向数。
2.直线的标准方程(对称式方程)。
点不在一条直线上,则通过
A ,
B ,
C 的平面方程为
x x 0
l = y y 0
m = z z 0
n
x x 1 x 2 x 1 x 3 x 1
y y 1 y 2 y 1 y 3 y 1
z z 1 z 2 z 1 = 0 z 3 z 1
其中 (x 0 , y 0 , z 0 )为直线上的点, l , m , n 为直线的方
向数。
3.参数式方程
5.平面束
? y = y 0 + mt x x 0 y y 0 z z 0A + B + C 2 ⊕ l 2 + m 2 + n 2
= = ?
? A 2 2 2 2 = 0 x + B y + C z + D = = 1 gradf (x 0 , y 0 ) = ?? f (x 0 , y 0 ) f (x 0 , y 0 ) ? ? x y ?
? x = x 0 + lt ?
? z = z 0 + nt s = {l , m , n }, t 为参变量。
4.两点式
Ax + By + Cz + D = 0
直线 L 的方程为:
= =
l m n
设 A (x 1 , y 1 , z 1 ) , B (x 2 , y 2 , z 2 ) 为不同的两点,则 L 与 ? 间夹角 (? )
sin ? =
2 2 Al + Bm + Cn
通过
A 和
B 的直线方程为
x x 1 x 2 x 1
= y y 1 y 2 y 1
=
z z 1
z 2 z 1
L 与 ? 垂直条件
L 与 ? 平行条件 l m n
A B C
Al + Bm + Cn = 0 5.一般式方程(作为两平面的交线):
? A 1 x + B 1 y + C 1 z + D 1 = 0 , 方 向 向 量
L 与 ? 重合条件
多元函数微分学
Al + Bm + Cn = 0
L 上有一点在 ? 上 S = {A 1 , B 1 , C 1}? {A 2 , B 2 , C 2 }
6.有关直线的问题 两直线为
多元函数的偏导数与全微分 四.方向导数与梯度(数学一)
1.平面情形
L 1 :
L 2 :
x x 1
l 1
x x 2
l 2
=
=
y y 1
m 1 y y 2 m 2
=
=
z z 1
n 1 z z 2 n 2
z = (x , y ) 在 平 面 上 过 点 P 0 (x 0 , y 0 ) 沿 方 向
l = (cos ? , cos ? ) 的方向导数
L 1 与 L 2 间 夹 角 (? )
cos ? =
l 1l 2 + m 1m 2 + n 1n 2 l 12 + m 12 + n 12 ⊕ l 22 + m 22 + n 22
f l (x 0 , y 0 )
= lim
t ?0
f (x 0 + t cos ? , y 0 + t cos ? ) f (x 0 , y 0 )
t
垂直条件
l 1l 2 + m 1m 2 + n 1n 2 = 0
z = f (x , y )在点 P 0 (x 0 , y 0 )处的梯度为
平行条件
l 1 l 2
m 1 n m 2 n 2
?
, 而方向导数与梯度的关系为
四.平面与直线相互关系
f l (x 0 , y 0 )
= [gradf (x 0 , y 0 )]⊕ l
= gradf (x 0 , y 0 ) cos l (gradf (x 0 , y 0 ), l )
多元函数微分法
一.复合函数微分法——锁链公式
模型 1. z = f (u , v ), u = u (x , y ) , v = v (x , y )
平面 ? 的方程为:
⊕ ⊕ F 2 F x 2
F 2F 2
F y 2 F y 2
?? x = f x z 2 ⊕ x ? u z
? u z = f y z 2 ⊕ ? 2 ? f y (x , y ) = 0
= f x 2 + f y 2 ⊕ y 2(x ) + f z 2 ⊕ z 2(x ) ? x = f u 2 ⊕ x + f v 2 ⊕ x = f u 2 + f v 2 ? y
y y = f u 2 + f v 2
? z
z z ? F = F (x 1 ,? , x n , ?1 ,? , ?m ) = f (x 1 ,? , x n ) + ?i i (x 1 ,? , x n )
F 2 F z 2 ? 22 ?
考研数学知识点-高等数学
z x z u u x + z v v x ; z y z u u y + z v
v y
(2)确定 x = x ( y , z )则 x y = F y 2 F x 2 ; x z = z
(3)确定
模型 2. u = f (x , y , z ), z = z (x , y )
y = y (z , x )则
= z ; =
x
z x
多元函数的极值和最值
? 2 + f ? y y
2 + f
一.求 z = f (x , y )的极值
? f x 2(x , y ) = 0 第 一 步
(x k
, y k
) (k = 1,2,? , l )
求 出 驻 点
第 二
步
令
模型 3. u = f (x , y , z ), y = y (x ) , z = z (x )
du
dx
模型 4.w = f (u , v ),u = u (x , y , z ) ,v = v (x , y , z )
? w u v ? ? w u v
? ? w u v ? 2
若
k
< 0 则 f (x k , y k )不是极值
若
k
= 0 则不能确定(需从极值定义出发
讨论)
若
k
> 0 则 f (x k , y k )是极值
进一步 若
f xx (
x k , y k ) > 0 则 f (x k , y k )为极小值
若
f xx 22 (x k , y k ) < 0 则 f (x k , y k )为极大值
二.求多元 (n ε 2) 函数条件极值的拉格朗日乘子法
求
u = f (x 1 ,? , x n )的极值
?∏1 (x 1 ,? , x n ) = 0 ?
约束条件 ? ?∏ m (x 1 ,? , x n ) = 0
(m < n )
还有其它模型可以类似处理 二.隐函数微分法 设 F (x , y , z ) = 0 作
m i =1
∏
(1)确定 z = z (x , y ) 则
z x
= x ; z
y
= F y 2 F z 2
? ? ?F ?21 = ∏1 1 ,? , x n ) = 0
(x ? ? ??F ?2m
= ∏ m (x 1 ,? , x n ) = 0
f (x , y )dx
= + +
( 求出 x 1
,? , x
n
++ ++ f (x , y )dxdy
= + +
++ ++ f (? cos ? ,? sin ? )? d ? d ? f (? cos ? , ? sin ? )? d ?
= + + d ? ++ ++ f (x , y )dxdy
2
考研数学知识点-高等数学
?F x 21 = 0 ? ?F x n = 0 ?
?
d ? 2 ( y )
dy c 关于二重积分的计算主要根据模型 I 或模型
II 把二
重积分化为累次积分从而进行计算,对于比较复杂的区域
D ,如果既不符合模型 I 中关于 D 的要求,又不符合模
型 II 中关于 D 的要求,那么就需要把 D 分解成一些小区 域,使得每一个小区域能够符合模型 I 或模型 II 中关于
区域的要求,利用二重积分性质,把大区域上二重积分等 (k
) (k
)
)(k = 1,2,? , l ) 是有可能的条件 于这些小区域上二重积分之和,而每个小区域上的二重积 分则可以化为累次积分进行计算。
极值点,一般再由实际问题的含义确定其充分性。这种 方法的关键是解方程组的有关技巧。 多元函数积分学
二.在直角坐标系中化二重积分为累次积分以及交换积 分顺序问题
模型 I :设有界闭区域
D =
{(x , y ) a δ x δ b ,∏1
(x ) δ y δ ∏ 2
(x )}
在直角坐标系中,两种不同顺序的累次积分的互相转 化是一种很重要的手段,具体做法是先把给定的累次积分 反过来化为二重积分,求出它的积分区域 D ,然后根据 D
再把二重积分化为另外一种顺序的累次积分。
三.在极坐标系中化二重积分为累次积分
在极坐标系中一般只考虑一种顺序的累次积分,也即 先固定? 对 ? 进行积分,然后再对? 进行积分,由于区域
D 的不同类型,也有几种常用的模型。
模型:设有界闭区域
D = {(? ,? )? δ ? δ ? ,∏1 (? ) δ ? δ ∏ 2 (? )} 其中 ∏1 (x ) ,∏ 2 (x )在 [a , b ]上连续,f (x , y ) 在 D 上
连续。
则
f (x , y )d ? = 其中 ∏1 (? ), ∏ 2 (? )在 [? , ? ]
上连续,
a
模型
II :设有界闭区域
D =
{(x , y ) c δ y δ d ,? 1
( y ) δ x δ ? 2
( y )}
f (x , y )d ? = ? ∏ 2 (? )
? ∏1
(? )
模 型
I
:
设 有
界 闭 区 域
D =
{(? ,? ) 0 δ ? δ 2 ,∏1
(? ) δ ? δ ∏ 2
(? )}
其中? 1 ( y ),? 2 ( y ) 在 [c , d ]
上连续, f (x , y ) 在 D
上连续。
则
f (x , y )d ? =
其中 ∏1 (? ),∏ 2 (? )在 [0,2 ]
上连续,
高数常用公式 平方立方: 22222222 332233223223332233222(1)()()(2)2()(3)2()(4)()()(5)()()(6)33()(7)33()(8)222(a b a b a b a ab b a b a ab b a b a b a b a ab b a b a b a ab b a a b ab b a b a a b ab b a b a b c ab bc ca -=+-++=+-+=-+=+-+-=-+++++=+-+-=-+++++= 21221)(9)()(),(2) n n n n n n a b c a b a b a a b ab b n ----++-=-++++≥ 三角函数公式大全 两角和公式 sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB sin(A-B) = sinAcosB-cosAsinB cos(A+B) = cosAcosB-sinAsinB cos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB tan(A+B) =tanAtanB -1tanB tanA + tan(A-B) =tanAtanB 1tanB tanA +- cot(A+B) =cotA cotB 1 -cotAcotB + cot(A-B) =cotA cotB 1 cotAcotB -+ 倍角公式 tan2A =A tan 12tanA 2- Sin2A=2SinA?CosA Cos2A = Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A 三倍角公式 sin3A = 3sinA-4(sinA)3 cos3A = 4(cosA)3-3cosA tan3a = tana ·tan(3π+a)·tan(3 π -a) 半角公式 sin( 2A )=2cos 1A - cos( 2A )=2cos 1A + tan( 2A )=A A cos 1cos 1+- cot(2A )=A A cos 1cos 1-+ tan( 2 A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + 和差化积 sina+sinb=2sin 2b a +cos 2b a - sina-sinb=2cos 2b a +sin 2b a - cosa+cosb = 2cos 2b a +cos 2b a - cosa-cosb = -2sin 2b a +sin 2 b a -
高等数学公式 导数公式: 基本积分表: 三角函数的有理式积分: 一些初等函数: 两个重要极限: 三角函数公式: a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22= '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
导数公式: 基本积分表: 三角函数的有理式积分:
一些初等函数: 两个重要极限: 三角函数公式: ·诱导公式: ·和差角公式:·和差化积公式: 2 sin 2sin 2cos cos 2cos 2cos 2cos cos 2sin 2cos 2sin sin 2cos 2sin 2sin sin β αβαβαβ αβαβαβ αβαβαβ αβ αβα-+=--+=+-+=--+=+α ββαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαctg ctg ctg ctg ctg tg tg tg tg tg ±?= ±?±= ±=±±=±1 )(1)(sin sin cos cos )cos(sin cos cos sin )sin(
·倍角公式: ·半角公式: ·正弦定理:·余弦定理: ·反三角函数性质: 高阶导数公式——莱布尼兹(Leibniz)公式:中值定理与导数应用: 曲率: 定积分的近似计算: 定积分应用相关公式: 空间解析几何和向量代数: 多元函数微分法及应用 微分法在几何上的应用: 方向导数与梯度: 多元函数的极值及其求法: 重积分及其应用: 柱面坐标和球面坐标: 曲线积分: 曲面积分: 高斯公式:
斯托克斯公式——曲线积分与曲面积分的关系:常数项级数: 级数审敛法: 绝对收敛与条件收敛: 幂级数: 函数展开成幂级数: 一些函数展开成幂级数: 欧拉公式: 三角级数: 傅立叶级数: 周期为的周期函数的傅立叶级数: 微分方程的相关概念: 阳光怡茗工作室https://www.sodocs.net/doc/7116471196.html, 一阶线性微分方程: 全微分方程: 二阶微分方程: 二阶常系数齐次线性微分方程及其解法:
常用公式表(一) 1。乘法公式 ()()22212a b a ab b +=++ ()()2 2222a b a ab b -=-+ ()()()223a b a b a b -=+- ()()()33224a b a b a ab b +=+-+ ()()()33225a b a b a ab b -=-++ 2、指数公式: ()()0 110a a =≠ ()12p p a a -= ()3m n a = ()4m n m n a a a += ()5m m n m n n a a a a a -÷= = ()() 6n m m n a a = ()() 7n n n ab a b = ()8n n n a a b b ?? = ??? ()2 9a = (10a = () 1 111a a -= (1 2 12a = 3、指数与对数关系: (1)若N a b =,则 N b a log = (2)若N b =10 ,则N b lg = (3)若N e b =,则N b ln = 4、对数公式: (1) b a b a =log , ln b e b = (2)log 10,ln 10a == (3)N a aN =log ,ln N e N = ()ln 4log ln a N N a = (5)a b b e a ln = (6)N M MN ln ln ln += ()7ln ln ln M M N N =- (8) M n M n ln ln = ()1 9ln ln M n = 5、三角恒等式: (1)22sin cos 1α α+= (2)2 2 1tan sec αα += (3)221cot csc αα+= () sin 4tan cos αα α = () cos 5cot sin αα α = ()1 6cot tan α α = ()17csc sin α α = ()18sec cos αα = 6.倍角公式: (1)α ααcos sin 22sin = ()2 2tan 2tan 21tan αα α = - (3)α αααα2 2 2 2 sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-= 7.半角公式(降幂公式): ()2 1cos 1sin 22 α α -= ()2 1cos 2cos 2 2 α α += ()1cos sin 3tan 2 sin 1cos α ααα α -= = +
大学高等数学公式 考前必备 平方关系: sin^2(α)+cos^2(α)=1 tan^2(α)+1=sec^2(α) cot^2(α)+1=csc^2(α) 积的关系: sinα=tanα*cosα cosα=cotα*sinα tanα=sinα*secα cotα=cosα*cscα secα=tanα*cscα cscα=secα*cotα 倒数关系: tanα·cotα=1 sinα·cscα=1 cosα·secα=1 直角三角形ABC中, 角A的正弦值就等于角A的对边比斜边, 余弦等于角A的邻边比斜边 正切等于对边比邻边, 两角和与差的三角函数: cos(α+β)=cosα·cosβ-sinα·sinβ cos(α-β)=cosα·cosβ+sinα·sinβ sin(α±β)=sinα·cosβ±cosα·sinβ tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·tanβ) tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ) 三角和的三角函数: sin(α+β+γ)=sinα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·cosγ+cosα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·sinγ cos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ-cosα·sinβ·sinγ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·cosγ
tan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tanγ-tanα·tanβ·tanγ)/(1-tanα·tanβ-tanβ·tanγ-tanγ·tanα) 辅助角公式: Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)sin(α+t),其中 sint=B/(A^2+B^2)^(1/2) cost=A/(A^2+B^2)^(1/2) tant=B/A Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)cos(α-t),tant=A/B 倍角公式: sin(2α)=2sinα·cosα=2/(tanα+cotα) cos(2α)=cos^2(α)-sin^2(α)=2cos^2(α)-1=1-2sin^2(α) tan(2α)=2tanα/[1-tan^2(α)] 三倍角公式 sin(3α)=3sinα-4sin^3(α) cos(3α)=4cos^3(α)-3cosα 半角公式: sin(α/2)=±√((1-cosα)/2) cos(α/2)=±√((1+cosα)/2) tan(α/2)=±√((1-cosα)/(1+cosα))=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα 降幂公式 sin^2(α)=(1-cos(2α))/2=versin(2α)/2 cos^2(α)=(1+cos(2α))/2=covers(2α)/2 tan^2(α)=(1-cos(2α))/(1+cos(2α)) 万能公式: sinα=2tan(α/2)/[1+tan^2(α/2)] cosα=[1-tan^2(α/2)]/[1+tan^2(α/2)] tanα=2tan(α/2)/[1-tan^2(α/2)] 积化和差公式: sinα·cosβ=(1/2)[sin(α+β)+sin(α-β)] cosα·sinβ=(1/2)[sin(α+β)-sin(α-β)] cosα·cosβ=(1/2)[cos(α+β)+cos(α-β)] sinα·sinβ=-(1/2)[cos(α+β)-cos(α-β)]
常 用 积 分 公 式 (一)含有ax b +的积分(0a ≠) 1.d x ax b +? = 1ln ax b C a ++ 2.()d ax b x μ+?=1 1() (1) ax b C a μμ++++(1μ≠-) 3.d x x ax b +?= 2 1(ln )ax b b ax b C a +-++ 4.2 d x x ax b +? = 22 311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ??+-++++???? 5.d () x x ax b +? =1ln ax b C b x +-+ 6.2 d () x x ax b +? =2 1ln a ax b C bx b x +- ++ 7.2 d () x x ax b +? =2 1(ln )b ax b C a ax b ++ ++ 8.2 2 d () x x ax b +? = 2 3 1(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+- ++ 9.2 d () x x ax b +? = 2 11ln () ax b C b ax b b x +- ++ 的积分 10.x ? = C 11.x ?=2 2(3215ax b C a -+ 12.x x ?= 2 2 2 3 2(15128105a x abx b C a -+ 13.x ? = 2 2(23ax b C a -+
14 .2 x ? = 222 3 2(34815a x abx b C a -+ 15 .? (0) (0) C b C b ?+>? ? 16 .? =2a bx b - - ? 17.d x x ? =b ? 18.2 d x x ? =2 a x -+ ?(三)含有22x a ±的积分 19.2 2 d x x a +?= 1arctan x C a a + 20.22d () n x x a +? = 2 2 2 1 2 2 21 23d 2(1)() 2(1)() n n x n x n a x a n a x a ---+ -+-+? 21.2 2 d x x a -? = 1ln 2x a C a x a -++ (四)含有2 (0)ax b a +>的积分 22.2 d x ax b +? =(0) (0) C b C b ? +>? ? ?+< 23.2 d x x ax b +? = 2 1 ln 2ax b C a ++
第49页 习题1-5 1 计算下列极限 (1)225 lim 3 x x x →+- 将2x =代入到25 3x x +-中,由于解析式有意义,因此 222525 lim 9323x x x →++==--- (2 )2231 x x x -+ 将x =223 1 x x -+中,解析式有意义,因此 ()22 2 233 01 1 x x x --= =++ (3)22121 lim 1 x x x x →-+- 将1x =代入到解析式中,分子为0,分母为0,因此该极限为 型,因式分解,可得 ()()()()()2 221111121 0lim lim lim 011112 x x x x x x x x x x x →→→---+====-+-+ (4)322042lim 32x x x x x x →-++ 将0x =代入到解析式中,分子为0,分母为0. 因此该极限为 型,因式分解,可得 ()()()() 22322000421421421lim lim lim 3232322x x x x x x x x x x x x x x x x →→→-+-+-+===+++ (5)()2 2 lim h x h x h →+- 将0h =代入到解析式中,分子为0,分母为0. 因此该极限为 型,因式分解,可得 ()()()2 2 2lim lim lim 22h h h x h x x h h x h x h h →→→+-+==+=
(6)211lim 2x x x →∞ ??- + ??? 由于lim 22x →∞ =,1lim 0x x →∞??- = ???,22lim 0x x →∞?? = ??? 因此由极限四则运算法则可知 221112lim 2lim 2lim lim 2002x x x x x x x x →∞ →∞→∞→∞?????? - +=+-+=++= ? ? ??????? (7)221 lim 21 x x x x →∞--- 当x →∞时,分子→∞,分母→∞,因此该极限为∞ ∞ 型,分子分母同时除以x 的最高次项,也就是2 x ,再利用极限四则运算法则,可知: 2 2 2 2221 1 1lim1lim 1101lim lim 1111 212002 2lim 2lim lim x x x x x x x x x x x x x x x x →∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞- ---====-------- (8)242lim 31 x x x x x →∞+-+ 当x →∞时,分子→∞,分母→∞,因此该极限为∞ ∞ 型,分子分母同时除以x 的最高次项,也就是4 x ,再利用极限四则运算法则,可知: 2 2323422424 1111lim lim 00lim lim 0113131100 13lim1lim lim x x x x x x x x x x x x x x x x x x x →∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞++++====-+-+-+-+ (9)22468 lim 54 x x x x x →-+-+ 4x =代入到解析式中,分子为0,分母为0. 因此该极限为 型,因式分解,可得 ()()()()2244424682422 lim lim lim 54141413 x x x x x x x x x x x x x →→→---+--====-+---- (10)211lim 12x x x →∞ ???? + - ???????
高等数学公式 平方关系: sin^2(α)+cos^2(α)=1 tan^2(α)+1=sec^2(α) cot^2(α)+1=csc^2(α) 积的关系: sinα=tanα*cosα cosα=cotα*sinα tanα=sinα*secα cotα=cosα*cscα secα=tanα*cscα cscα=secα*cotα 倒数关系: tanα·cotα=1 sinα·cscα=1 cosα·secα=1 直角三角形ABC中, 角A的正弦值就等于角A的对边比斜边, 余弦等于角A的邻边比斜边 正切等于对边比邻边, 两角和与差的三角函数: cos(α+β)=cosα·cosβ-sinα·sinβ cos(α-β)=cosα·cosβ+sinα·sinβ sin(α±β)=sinα·cosβ±cosα·sinβ tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·tanβ) tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ) 三角和的三角函数: sin(α+β+γ)=sinα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·cosγ+cosα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·sinγ cos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ-cosα·sinβ·sinγ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·cosγ tan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tanγ-tanα·tanβ·tanγ)/(1-tanα·tanβ-tanβ·tanγ-tanγ·tanα) 辅助角公式: Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)sin(α+t),其中
三角函数 1. 与(0°≤ < 360°)终边相同的角的集合(角与角的终边重合): 终边在 x 轴上的角的集合: 终边在 y 轴上的角的集合: 终边在坐标轴上的角的集合: 终边在 y = x 轴上的角的集合: 终边在轴上的角的集合: 若角与角的终边关于 x 轴对称,则角与角的关系: 若角与角的终边关于 y 轴对称,则角与角的关系: 若角与角的终边在一条直线上,则角与角的关系: 角与角的终边互相垂直,则角与角的关系: 2. 角度与弧度的互换关系: 360°=2 180°= 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′ 注意:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零 . 、弧度与角度互换公式: 1rad =°≈ 57.30 ° =57 ° 18 ˊ. 1 °=≈ 0.01745 ( rad ) 3 、弧长公式:. 扇形面积公式:
4 、三角函数: 设 是一个任意角,在 的终边上任取(异 于原点的)一点 P ( x,y ) P 与原点的距离为 r ,则 ; ; ; ; ; . . 5 、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦) 6 、三角函数线 正弦线: MP; 余弦线: OM; 正切线: AT. 7. 三角函数的定义域: 三角函数 定义域 sin x cos x tan x cot x sec x csc x r o x y a 的终边 P (x,y )正切、余切 余弦、正割 正弦、余割
8 、同角三角函数的基本关系式: 9 、诱导公式: “奇变偶不变,符号看象限” 三角函数的公式:(一)基本关系 公式组二 公式组三 公式组四 (3) 若 o
高等数学公式 导数公式: 基本积分表: a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(2 2 = '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '
三角函数的有理式积分: 2 22212211cos 12sin u du dx x tg u u u x u u x += =+-=+=, , , 一些初等函数: 两个重要极限: ? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 ππx x arshx e e e e chx shx thx e e chx e e shx x x x x x x x x ++=+-==+= -= ----1ln(:2 :2:22) 双曲正切双曲余弦双曲正弦...590457182818284.2)11(lim 1sin lim 0==+=∞→→e x x x x x x
高等数学公式篇
·平方关系: sin^2(α)+cos^2(α)=1 tan^2(α)+1=sec^2(α) cot^2(α)+1=csc^2(α) ·积的关系: sinα=tanα*cosα cosα=cotα*sinα tanα=sinα*secα cotα=cosα*cscα secα=tanα*cscα cscα=secα*cotα ·倒数关系: tanα·cotα=1 sinα·cscα=1 cosα·secα=1 直角三角形ABC中, 角A的正弦值就等于角A的对边比斜边, 余弦等于角A的邻边比斜边 正切等于对边比邻边, ·三角函数恒等变形公式 ·两角和与差的三角函数: cos(α+β)=cosα·cosβ-sinα·sinβ cos(α-β)=cosα·cosβ+sinα·sinβ sin(α±β)=sinα·cosβ±cosα·sinβ tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·tanβ) tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ) ·三角和的三角函数: sin(α+β+γ)=sinα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·cosγ+cosα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·sinγ cos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ-cosα·sinβ·sinγ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·cosγ tan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tanγ-tanα·tanβ·tanγ)/(1-tanα·tanβ-tanβ·tanγ-tanγ·tanα) ·辅助角公式: Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)sin(α+t),其中 sint=B/(A^2+B^2)^(1/2) cost=A/(A^2+B^2)^(1/2) tant=B/A Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)cos(α-t),tant=A/B
创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者: 凤呜大王* 常 用 积 分 公 式 (一)含有ax b +的积分(0a ≠) 1. d x ax b +?=1 ln ax b C a ++ 2.()d ax b x μ +? = 11 ()(1) ax b C a μμ++++(1μ≠-) 3. d x x ax b +?=21 (ln )ax b b ax b C a +-++ 4.2d x x ax b +? =22311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ?? +-++++???? 5. d ()x x ax b +?=1ln ax b C b x +-+ 6. 2 d () x x ax b +? =21ln a ax b C bx b x +-++ 7. 2 d ()x x ax b +?=21(ln )b ax b C a ax b ++++ 8.22 d ()x x ax b +?=2 31(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+-++
9. 2 d () x x ax b +? =211ln ()ax b C b ax b b x +-++ 的积分 10 . x ? C + 11 .x ? =2 2 (3215ax b C a - 12 .x x ? =2223 2(15128105a x abx b C a -++ 13 . x ? =22 (23ax b C a - 14 . 2x ? =222 3 2(34815a x abx b C a -++ 15 .? (0) (0) C b C b ?+>< 16 . ? =2a bx b -- 17 . x ? =b ?18. 2d x x ? =2a + (三)含有2 2 x a ±的积分 19. 22d x x a +?=1arctan x C a a +
高等数学公式 1导数公式: 2基本积分表: 3三角函数的有理式积分: 2 22212211cos 12sin u du dx x tg u u u x u u x +==+-=+=, , , a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22= '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
小学到大学所有数学公式.txt真正的好朋友并不是在一起有说不完的话题,而是在一起就算不说话也不会觉得尴尬。你在看别人的同时,你也是别人眼中的风景。要走好明天的路,必须记住昨天走过的路,思索今天正在走着的路。1、每份数×份数=总数总数÷每份数=份数总数÷份数=每份数 2、 1倍数×倍数=几倍数几倍数÷1倍数=倍数几倍数÷倍数=1倍数 3、速度×时间=路程路程÷速度=时间路程÷时间=速度 4、单价×数量=总价总价÷单价=数量总价÷数量=单价 5、工作效率×工作时间=工作总量工作总量÷工作效率=工作时间工作总量÷工作时间=工作效率 6、加数+加数=和和-一个加数=另一个加数 7、被减数-减数=差被减数-差=减数差+减数=被减数 8、因数×因数=积积÷一个因数=另一个因数 9、被除数÷除数=商被除数÷商=除数商×除数=被除数 小学数学图形计算公式 1 、正方形 C周长 S面积 a边长周长=边长×4 C=4a 面积=边长×边长 S=a×a 2 、正方体 V:体积 a:棱长表面积=棱长×棱长×6 S表=a×a×6 体积=棱长×棱长×棱长V=a×a×a 3 、长方形 C周长 S面积 a边长 周长=(长+宽)×2 C=2(a+b) 面积=长×宽 S=ab 4 、长方体 V:体积 s:面积 a:长 b: 宽 h:高 (1)表面积(长×宽+长×高+宽×高)×2 S=2(ab+ah+bh) (2)体积=长×宽×高 V=abh 5 三角形 s面积 a底 h高 面积=底×高÷2 s=ah÷2 三角形高=面积×2÷底 三角形底=面积×2÷高 6 平行四边形 s面积 a底 h高 面积=底×高 s=ah 7 梯形 s面积 a上底 b下底 h高 面积=(上底+下底)×高÷2 s=(a+b)× h÷2 8 圆形
导数公式: 基本积分表: 1.d x ax b +?=1ln ax b C a ++ 2.()d ax b x μ+?=11()(1) ax b C a μμ++++(1μ≠-) 3.d x x ax b +?=21(ln )ax b b ax b C a +-++ 5.d ()x x ax b +?=1ln ax b C b x +-+ 6.2d ()x x ax b +?=21ln a ax b C bx b x +-++ 10 .x C 19.22d x x a +?=1arctan x C a a + 21.22d x x a -?=1ln 2x a C a x a -++ 23.2d x x ax b +?=21ln 2ax b C a ++ 24.2 2d x x ax b +?=2d x b x a a ax b -+? a x x a a a x x x x x x x x x x a x x ln 1)(log ln )(cot csc )(csc tan sec )(sec csc )(cot sec )(tan 22='='?-='?='-='='222211)cot (11)(arctan 11)(arccos 11)(arcsin x x arc x x x x x x +-='+='--='-='
31. 1arsh x C a +=ln(x C + 32. =C + 33. x =C 34. x =C + 35.2 x =2ln(2a x C -++ 39. x 2 ln(2a x C +++ 43.x a C + 44.2d x x ?=ln(x C +++ 47. x =C 53.x 2 ln 2 a x C 57.x =arccos a a C x + 59. arcsin x C a + 61. x =C
大学数学公式 常用导数公式: 常用积分表: 三角函数的有理式积分: 2 22212211cos 12sin u du dx x tg u u u x u u x +==+-=+=, , , a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1 )(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22= '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
高等数学公式导数公式: (tgx)’ =sec x (ctgx)' = -CSC x (secx) '=secx tgx (cscx) ‘ = -cscx ctgx (a v vi vii viii ix x r = a x l na (log a xr — xl na (arcsin x),= . 1 2 J1-X2 1 (arccos x)'= —一’ V1—x2 1 (arctgx)'= __2 1 +x (arcctgx),= -— 1 + x 基本积分表: Jtanxdx = -In cos^C Jcotxdx=ln sinx +C Jsecxdx= In secx+tgx +C Jcscxdx = In |cscx -ctg* +C dx J _2 a +x 「dx J 巴 =fsec xdx =tgx +C ' cos x 、 dx 2 J ——=fcsc xdx = -ctgx + C 'sin X ‘ fsecx tgxdx = secx + C J cscx ctgxdx =-cscx+C x fa x d^-^ +C In a f shxdx = chx + C 2 2 x -a dx —2 2 a -x dx I n 2 =Jsin n xdx = Jcos n xdx = jJ x2 +a2dx f J x2 -a2dx jV a2-x2dx 1 x =— arctg — a 丄In 2a 丄In 2a a g +( X +a 匕 +C a -x x = arcsi n- +C a Jchxdx = shx + C
三角函数的有理式积分: □1 I nd n __________ 2 , _________ =—V x^a^ — In(x + V x2+ a2) +C 2 2 __________ 2 L X I 2 2 a.『 =—v x -a ........... 2 2 ________ 2 2 -x2+ "^arcsin- + C 2 -一In X + V x2 -a2+C 2u sin X = ---------- 7c os x=Wy, dx 2du = 2 1 +u
生活需要游戏,但不能游戏人生;生活需要歌舞,但不需醉生梦死;生活需要艺术,但不能投机取巧;生活需要勇气,但不能鲁莽蛮干;生活需要重复,但不能重蹈覆辙。 -----无名 常用数学公式大全 1、每份数×份数=总数总数÷每份数=份数总数÷份数=每份数 2、1倍数×倍数=几倍数几倍数÷1倍数=倍数几倍数÷倍数=1倍数 3、速度×时间=路程路程÷速度=时间路程÷时间=速度 4、单价×数量=总价总价÷单价=数量总价÷数量=单价 5、工作效率×工作时间=工作总量工作总量÷工作效率=工作时间工作总量÷工作时间=工作效率 6、加数+加数=和和-一个加数=另一个加数 7、被减数-减数=差被减数-差=减数差+减数=被减数 8、因数×因数=积积÷一个因数=另一个因数 9、被除数÷除数=商被除数÷商=除数商×除数=被除数 小学数学图形计算公式 1、正方形C周长S面积a边长周长=边长×4C=4a面积=边长×边长S=a×a 2、正方体V:体积a:棱长表面积=棱长×棱长×6S表=a×a×6体积=棱长×棱长×棱长V=a×a×a 3、长方形 C周长S面积a边长
周长=(长+宽)×2 C=2(a+b) 面积=长×宽 S=ab 4、长方体 V:体积s:面积a:长b:宽h:高 (1)表面积(长×宽+长×高+宽×高)×2 S=2(ab+ah+bh) (2)体积=长×宽×高 V=abh 5三角形 s面积a底h高 面积=底×高÷2 s=ah÷2 三角形高=面积×2÷底 三角形底=面积×2÷高 6平行四边形 s面积a底h高 面积=底×高 s=ah 7梯形 s面积a上底b下底h高
面积=(上底+下底)×高÷2 s=(a+b)×h÷2 8圆形 S面积C周长∏d=直径r=半径 (1)周长=直径×∏=2×∏×半径 C=∏d=2∏r (2)面积=半径×半径×∏ 9圆柱体 v:体积h:高s;底面积r:底面半径c:底面周长 (1)侧面积=底面周长×高 (2)表面积=侧面积+底面积×2 (3)体积=底面积×高 (4)体积=侧面积÷2×半径 10圆锥体 v:体积h:高s;底面积r:底面半径 体积=底面积×高÷3 总数÷总份数=平均数 和差问题的公式 (和+差)÷2=大数 (和-差)÷2=小数 和倍问题 和÷(倍数-1)=小数
高等数学公式汇总 第一章 一元函数的极限与连续 1、一些初等函数公式: sin()sin cos cos sin cos()cos cos sin sin tan tan tan()1tan tan cot cot 1 cot()cot cot ()()sh sh ch ch sh ch ch ch sh sh αβαβαβαβαβαβ αβ αβαβαβαββα αβαβαβαβαβαβ ±=±±=±±= ??±= ±±=±±=±m m m 和差角公式: sin sin 2sin cos 22sin sin 2cos sin 22cos cos 2cos cos 22cos cos 2sin sin 22 αβ αβ αβαβαβ αβαβαβ αβαβαβ αβ+-+=+--=+-+=+--=和差化积公式: 1 sin cos [sin()sin()] 21 cos sin [sin()sin()]21 cos cos [cos()cos()] 21 sin sin [cos()cos()] 2 αβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβ=++-=+--=++-=+--积化和差公式: 2222222 222sin 22sin cos cos 22cos 1 12sin cos sin 2tan tan 21tan cot 1 cot 22cot 22212 21sh sh ch ch sh ch ch sh αααααααααααααα αααααααα ==-=-=-= --= ==+= =-=+ 倍角公式:22222222sin cos 1;tan 1sec ;cot 1csc ;1 sin 2 cos 2 1cos sin tan 2 sin 1cos 1cos sin cot 2 sin 1cos x x x x ch x sh x ααααααα ααααα αα +=+=+=-===-===++=== -半角公式: