【导读】福建成考网小编为大家带来2020年福建成考专升本高等数学(一)内部资料
2020年10月份成人高考入学考试
高等数学(一)通关资料
主讲人:张老师
•考点1极限的四则运算法则
1.利用极限的四则运算法则求极限
考点2:无穷小量和无穷大量定义及关系
1 .无穷小量概念:
如果当自变a f x(图-8)时,函数f(X )的极限值为零, 则称在该变化过程中,f(X)为无穷小量,简称无穷小,记作 limf(x)) = 0(或 limf(x)= 0)
Xf X 0 X-8
在微积分中,常用希腊字母aP,球表示无穷小量
2 .无穷大量概念
如果当自变a f X0(或X-8)时,函匆(x )的绝对值可以 变得充分大(即无限得增大),则称在该变化过程中,f(X)为 无穷大量记作lim f (X) = 8
X f X 0
两者关系:
在同一变化过程中,如果/ (X)为无穷大量,则,为无穷小量 于(X)
反之,如形(X)为无穷小量,国(X)+0,则,为无穷大量
f ( X )
考点3:无穷小量性质及比较
1.无穷小量的性质.
(1)有限个无穷小量的和、差、积仍为无穷小量.
(2)无穷小量与有界之量的积仍为无穷小量.
2.无穷小量的比较.
设。和£是同一过程中的无穷小量,
即 lim以= 0, lim£ = 0
⑴ 如果lim °j=0,则称口是比£高阶的无穷小量.
⑵ 如果lim°二C中0,则称°是与£同阶的无穷小量.
⑶ 如果lim°=C=1,则称°是与°等价无穷小量,记作°等价于°
(4)如果lim° = *则称°是比例氐阶的无穷小量.
考点4:等价无穷小
1如果%、%、外£2都是同一变化过程中白妩穷小量,
且% ~ pi, a2~ £2
贝Ulima1-二 lim且
a p2
这个定理说明,两个无穷小量之比的极限,可以用与 它们等价的无穷小量之比的极限来代替以后我们可以 用这个方法来求两个无穷小量之比的极限,此方法可 叫做等价无穷小代替法
常用等价无穷小:
当* f 0时,x 〜sinx 〜ln (1 + x )〜arcsinx 〜arctanx 〜ex -1
〜tanx,1-cosx 〜gx2, (1 + x)“ -1〜ux (u为实常数,uw 0)
■考点5:两个重要极限
特殊极限一:lim欠二1
% T 0 x
特殊极限二:
/ 1-
lim(1 + 一)二 e
x s X
/ 1 -
lim(1 H——)二 e
n fs n
1
lim(1 + x)x = e
x —f 0
考点1:函数在某一点的连续
定义1:设函数丫 = f(x)在点X0的某个邻域内有定义,如果有
自变量Ax (初值为x0)趋近于0时,相应的函数改变量Ay也趋
近于0,即 lim[f(x0 + Ax)-f(x0)] = 0 Axf0 0 0
则称函数丫 = f(x)在点x0处连续.
定义2:设函数丫 = f(x)在点x0的某个邻域内有定义,如果当
x f x0时,函如(x)的极限值存在,且等于x。处的函数值f(x0)
即lim f(x)= f(x0),则称函数丫 = f(x)在点x0处连续.
x-x 0
定义3:设函数丫 = f(x)在点x0的某个邻域内有定义,如果当
x f x0时,函如(x)的左右极限存在且等于函数值/(x0),即
lim f(x)= lim f(x)= f(x0),则称函数丫 = f(x)在点x0处连续
x-x 0- x-x 0+
考点2:函数间断点
定义:如果函数f(X)在点X0处不连续,则称点X0为f(x)的 一个间断点由函数在某点连续的定义可知,如果函数f(X) 在点X0处有下列三种情况之一,贝1」点X0是f(X)的一个间断点: ⑴在点X。处,f(X)没有定义。
⑵在点X。处,f(X)的极限不存在。
(3)虽然点X。处f(X)有定义,且lim f(X)存在,但 x — x0
lim f( x)0 f( x0)
X f X 0
三、导数
(一)导数定义
设函数y = f(x)在点X0的某一邻域内有定义,若自变量 X在点X0处的改变量为Ax (X0 +AX仍在该领域内).函数y = f(x)相应地有改变量Ay = f(X0 +Ax)-f(X0).如果极限 lim Ay 二 lim f( x 0+•)- f( x O)
Af0 Ax Af0 Ax
存在,则此极限值为函数y = f(x)在点x0处的导数.
三、导数
(二)基本初等函数的导数公式
1 .( c )#39; = 0
2 .( xa) = a x “1
3 .( log ax )#39; = ---( a > 0,且 a + 1) x Ina
4 .( Inx)#39;=-
x
5 .( ax)#39; = axlna
6 .( ex)′ = ex
7 .( sinx )#39; = cos x
(cos x)#39; = 一sinx
8 .( tanx)#39; = sec 2x
(cotx)#39; = 一csc 2x
三、导数
(二)基本初等函数的导数公式
三、导数
(三)导数的四则运算公式
L(u 土 V)#39;= u‘ 土 v#39;
2 .(u.v)‘= u’.v + u.v#39;
3 .(cu )′= cu(c为常数)
4/U、#39; u.v-u.v#39;/ 八、
4 .( 一 ) = 2——(V 0 0)
V V2
三、导数
(四)复合函数求导
如果函数u = a (x)在点x处可导,函数y = f (u)在对应点 u处也可导,则复合函耙=f [a (x)]在点x处可导,且有 dy dy du
—二—.— dx du dx ‘ #39; #39;
y x — y u .u x
{f [a (x)]} — f( u) u#39;(x)
解题思路:
(1)找出复合框架,y — f(u),u — f(x)
y — f (u),u — f (v 讣—f (x)
(2)分别求导相乘
三、导数
(五)参数方程表示的函数求导法则
一般的,如果参数方程
[x=u (t)t为参数)
[y = v (t)
确定了丫为乂的函数,在计算此类由参数方程
所确定的导数时,不需要先消去参知后再进行求导
dy
dy 出 dy dt u(t) y#39;t
=——= . =—: =——
dx dx dt dx v(t)xt
dt
三、导数
(六)隐函数的求导
解析法表示函数通常有两种:
⑴.y = f (x)来表示的,称之为显函数。
女口y = sinwx, y = exln (x + J1 + x2)
(2).x与y之间的函数关系是由一个方程F (x, y) = 0来确定 这种称之为隐函数,
如2x + y3 -1 = 0, xy-ex + ey = 0
对于隐函数的求导通常做法:
可直接在方程F(x,y)= 0的两端同时对x求导,而把y 视为中间变量,利用复合函数求导法即可。
(特殊情况:对数求导法时,先两边同时取对数,再求解)
(七)对数函数求导法
利用对数函数的运算性质可以将原来的函数两边同时取对数后化简 然后利用隐函数求导法或复合求导法求导,因此称为对数求导法 通常解决函数类型为:
y 二 u(x)丫。)
步骤为:
(1)两边同时取对数得
ln y = vx.ln u (x)
(2)两边同时对x求导得到
1 #39; #39; vx.u ^( x)
—.y = v (x).ln u(x) H
y u (x)
三、导数
(八)高阶求导
如果函数y = f (x)的导数y#39; = f(x)仍是x的可导函数, 那么就称f(x)的导数为f (x)的二阶导数,相应地f(x) 称为函数y = f (x)的一阶导数.二阶导数记为 y#39;,f( x)亭或男 dx dx
y” = (y#39;)’ f(x) = “#39;(x)]#39;或2=*( dy)
2 2 2 L 2 」 2 2 7 7
dx dx dx
四、微分
(一)微分公式和微分法则
微分公式:
(1)d ( c ) = 0( c 为常数)(2) d( x“) = axa -1 dx
(3) d (ax)= ax In adx (a > 0,且 a + 1)
(4)d (ex)= exdx .(5)d log a x = dx (a > 0,且 a = 1)
x In a
(6)d (In x)=」dx .(7)d (sin x)二 cos xdx
x
(8)d (cos x)二一 sin xdx
函数的和、差、积、商 微分运算公式
设u = u (x), V = V (x)可微分,则
d (cu )= cdu (c 为常数); d (u ± v )= du ± dv
u、 vdu 一 udv /
d (uv )= vdu + udv ; d (一)二 2 (V 0 0)
V V
五、导数应用
(一)洛必达求导
x f 8 )时,函数f (x )与 F (x) 都趋于零或都趋于无穷大,则称lim心
x fU F (X) (x f8 )
为未定型极限,并分别简记为“0”或“8”.
0 8
洛必达法则是求未定型极限的一种有效方法。 其它类型未定式:0.8; 8 - 8也可以变形
五、导数应用
(二)曲线的切线方程与法线方程
若函数y = f(x)在点x0处可导,由导数的几何意义,知/(x0) 表示过曲线上点M(x0, f(x0))的切线斜率,所以,过曲线上点 M(x0,f (x0))的切线方程为:
五、导数应用
(三)函数单调性判断
设函数f (x)在区间(a, b)内可导.
1 .如果在区间(a, b)内f#39;(x) > 0,则函数f (x)在区间(a, b)内是递增的;
2 .如果在区间(a, b)内f (x) lt; 0,则函数f (x)在区间(a, b)内是递减的。 注:f(x)在个别点处f#39;(x) = 0不影响f(x)的单调性.
1 .极值的第一充分条件
设f ( X )在X 0的某领域内可导.
(1)若X lt; X0时,f (X )> 0, X > X 0, f ( X) lt; 0时则称X 0为极大值点,f ( X0)为极大值 ⑵ 若X lt; X0时,f (X) lt; 0, X > X0,f (X)> 0时则称X0为极小值点,f (X0)为极小值 (3)如果f (X)在X。两侧的符号相同,那么X0不是极值点。
2 .极值的第二充分条件
设函数^二f (X)在X。处存在二阶导数,且f (X)=0,贝
(1)若f“(X0) lt; 0, f (X。)为极大值,X。为极大值点;
⑵ 若f“(X0) > 0, f (X0)为极小值,X0为极小值点;
(3)若f“(X0)=0,此方法不能判定X0是否为极值点,而改用
极值第一充分条件来判定。
极值存在的必要条件:
设函数f ( X )在X 0可导,且在点Z处取得极值,则必有 f (X0)=0,称满足f1(X0)=0的点为函数f (X)的驻点, 由此可知,可导函数的极值点必为驻点。
五、导数的应用
(五)曲线的凹凸性及拐点
曲线凹凸性的判别法:
设函数y = f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数, 那么
(1)若在(a, b )内,f(x)> 0,则fKf(x)在[a, b]上的图形是凹的
⑵ 若在(a, b)内,f (x) lt; 0,则/则f(x)在[a, b]上的图形是凸的 曲线的拐点:
在连续的曲线上的凹弧与凸弧之间的分界点称为曲线的拐点。
五、导数的应用
(六)曲线的水平渐近线与铅直渐近线
定义:
若 lim f (x) = A或 lim f (x) = A或lim f (x) = A,则 x f+8 x f - 8 x f6
称直线y二A是曲线y=f(x)的水平渐近线.
若 lim f (x)= 8或 lim f (x)= 8或 lim f (x)= 8,则U x f a — x f a + x f a
称直线X二2是曲线y=f (x)的铅直渐近线.
六、不定积分
(一)原函数
区间上f(X)的原函数的全体,称为f(x)在I上的不定积分 记为 J f (x )dx.
如果F (x)为f (x)的一个原函数,则有
J f (x)dx=F(x)+ C,其中C为任意常数.
六、不定积分
(二)不定积分
区间上f(X)的原函数的全体,称为f(x)在I上的不定积分 记为 J f (x )dx.
如果F (x)为f (x)的一个原函数,则有
J f (x)dx=F(x)+ C,其中C为任意常数.
(2)J dF (x) = F (x) + C, J F#39;(x) dx = F (x) (3)J kf (x) dx = k J f (x) dx (k 为常数) (4)J [f (x) 土 g(x)^x = J f (x)dx 土 J g(x)dx
(四)基本积分公式
(6) J cos xdx = sin x + C
六、不定积分
(四)基本积分公式
1
(7) dx = arctan x + C
1 + x2
六、不定积分
(五)求不定积分的两种常用方法:
一、换元积分法(凑微分法)
设f(u)有原函数F(u),且u = V(x),则F[v(x)]是f[v(x)]v#39;(x)
的原函数,即有:
J f [ v (x )]v( x) dx = F [ v (x)] + C
二、分部积分法
设u、v都是x的可微函数,则有
J udv = uv -J vdu
七、定积分
(一)定积分的定义
[f(x)dx a
称f ( x )在区间[a, b ]上可积.
其中f(x)称为被积函数,f(x)dx称为被积表达式,x 称为积分变量/a, b ]称为积分区间,a称为积分下限, b称为积分上限.
(1)定积分若存在,它只是一个确定的常数,它只与 被积函如(X)及积分区阿a,〃有关,而与积分变量的 符号无关,即应有「〃工业=『/(t)dt.
a a
⑵ 定积分//(工心中,上下限的大小没有限制,但若颠倒 a
积分上下限,必须改变定积分的符号,即 b a
J f ( x 炫=- J f ( x )dx
特别地有
a
J f (x ydx = 0
a
b b
I kf (x)dx = k I f(x)dx a a
2.两函数代数和的定积分等于它们的定积分的代数和 即有
b b b
I [ f (x) ± g(x)]dx = I f (x)dx 土 I g(x)dx a a a
b c b
I f (x) dx = I f ( x) dx + I f (x) dx a a c
b b
I f (x) dx lt; I g ( x) dx a a
七、定积分
(四)牛顿一一莱布尼茨公式
如果F (x)是连续函数(x )在区间[a, b ]上
任意一个原函数则有
2 b
f f (x) dx = F (x) = F (b) - F (a)
(五)定积分的几何意义
(1)当f (x) > 0时,定积分「f(X)dx表示由连续曲线
a
y = f (x),直线x = a,x = b(a lt; b)和x轴所围成的
b
曲边梯形a/5b的面积S,即S = \ f (x)dx
a
⑵当f (x) lt; 0时,曲边梯形a/5b的面积S如图2.
即 S = - \ f (x) dx
a
「A /CNO
1 J 匕 f= V
I -A 八大)lt; o
A 田 A:Xy = f (X) 芳 田 g 2 32^拜 开多 曲 为工
y y = f(x)>o
_ _ / -
°l
y=f (x)
(1)由y=f(x), x=a, x=b (a lt; b )及x轴所围成的封闭平面图形的面积S :
s 二 J |f( x)dx
(2)由y = f1 (x), y = f2(x), x = a,x = b(a lt; b)所围成的封闭平面图形的面积S
S 二 口力(x)- f (x) dx
⑶ 由x二队y),y=c,y = d(c lt; d)及y轴所围成的封闭平面图形的面积S :
S =[忸(y) Idy
(4)由x = g(y),x = S2(y),y = c,y = d(c lt; d)所围成的封闭平面图形的面积S :
S = [l%( y)-*( y) Idy
(5)由y=fl(x), y=f2(x)所围成的封闭平面图形的面积S :
先求两条曲线的交点,只需求解方程组」y=f (x),得出交点中x的最小值
[y = f(x)
记为a,及交点中x的最大值,记为b,则
S 二「|人(x) - fl(x)1dx
(1)曲线段y = f (x), a lt; x lt; b绕Ox轴旋转所得旋转体体积Vx :
Vx =兀『f2(x ) dx a
(2)曲边梯形y = f (x), x = a,x = b(a lt; b)及Ox轴所围成的图形
绕Ox轴旋转所得旋转体体积Vx :
Vx =兀『f2(x ) dx a
(3)曲线段x = 3(y),c lt; x lt; d(c lt; d)绕Oy轴旋转所得旋转体体积Vy
Vy =13X y )dy
(4)曲边梯形x = 3(y),y = c,y = d(c lt; d)及Oy轴所围成的图形
绕Oy轴旋转所得旋转体体积Vy :
Vy = »J: 3( y )dy
(5)由y = f1 (x), y = f2(x), x = a,x = b(a lt; b)所围成的封闭图形 绕Ox轴旋转所得旋转体体积Vx :
Vx =万『f22(x) - fl2(x)dx aa
(6)由x = 31(y), x = S2(y),y = c,y = d(C lt; d)所围成的图形
绕Oy轴旋转所得旋转体体积Vy :
Vy = 〃f |必2( y)- 312( y) |dy
八、多元函数
(一)多元函数定义
定义:设D为X0平面上的一个区域,如果对于D上的每一点 P(x/),变量Z依照某一规律/有唯一确定的数值与之对应, 则称Z为x/的函数,记作z = f(x,y)
类似的可以定义三元函数,记作u = f(x,y,z)
二元及二元以上的函数统称多元函数.
八、多元函数
(二)偏导数
偏导数的求法:
求二元函数z = f(x,y)对x和y的偏导数,并不需要新的 方法,当求f(x,y)对x的偏导数时,只要将二元函数中的 y看成是常数,而对x求导数就行了.
同理,求f(x,y)对y的偏导数时,只要将二元函数中的
x看成是常数,而对y求导数就行了.
如果要求f(x,y)在点(x0,y0)处的偏导数,只需在偏导 函数中将x = x0,y =夕0带入即可。
2(fz) = ^z = z * = f 4 x, y) d x d x d x
d d z ) d2 z
dy d x d x dy
d d z d2 z _
d x dy dy d x d d z d2 z _
6y dy 6y2 工
八、多元函数
(四)二元函数极值
解题思路:设函数z = f (x,y)在点(x0,y。)的某邻域内 连续,有一阶和二阶连续偏导数,且
fx (x o, y o) = 0, fy (x o, y o) = 0
又设
f -x(x o, y o) = A, f -y(x o, y o) = B, f #39;y( (x o, y o) = C
则 ⑴ 当B2 -AC lt; 0时,函数f (x,y)在点(x0,y0)处取得 极值,且当A lt; 0时时有极大值,当A > 0时有极小值.
⑵B 2-AC > 0时,函数f ( x, y )在点(x 0, y 0)处无极值.
(3)B2-AC = 0时,函数f(x,y)在点(x0,y0)处极值不能确定
八、多元函数
(五)全微分
全微分dzbdx + f dy
d.x dy
一元函数y = f (x)在点x处可导与可微是等价的。
二元函数z = f (x, y )可微与偏导数存在的关系是:
函数z = f(x, y)在点(x, y)处可微的必要条件是偏导数 f生存在。可微的充分条件是f生存在且连续。 dx dy dx dy
类似地,若三元函数u = f (x,y, z)可微,贝U
,_f,if,if, du — dx + dy + dz
dx dy dz
九、常微分方程
(二)二阶线性微分方程
y“ + py#39; + qy = 0的通解形式
特征方程r2 + pr + q = 0的根r1,r2
(1)A = p2 -4q > 0,两个不等的实根 r1,r2, y 二 C1 erx + C2er2x
(2)A = p2 -4q = 0,两个相等的实根r1,r2, y = (C1 + C2x)er1 x
(3)A = p2 - 4q lt; 0, 一对共轭复根 r1, r2 二 a ± 伊,y = eax (C1 cos 0x + C2 sin 0x)
若y=Ciyi + C2y2为对应的齐次方程的通解,y*为非齐次方程的特解
则Ci yi + C 2 y 2 + y *为非齐次方程的通解
(一)定义:设有数列{un}(n = 1,2,…),称表达式u 1 + u2 +...
s
Un + ... = £ Un为无穷级数,简称级数,而称U 1为首项, n=1
Un为级数的一般项。
(二)收敛与发散
s
如果数列{Sn棺极限,即lim Sn = S,则称级数V Un收敛.
n—s
n=1
s
极限值S称为级数的和,或者说级数V Un收敛收敛于S, n=1
s
记为V Un = S.反之,若极限lim Sn不存在,则称级数发散 ^― n — s
n=1
若级数£ Un收敛,则lim Un = 0,由此可知: n fg
n=1
g
若级数£ Un = 0,级数的收敛性不能判断
n=1
上1
级数£ 士收敛。
n=1 n
(五)判定方法
1比较判别法
8 8
若£ Un与£ v〃皆为正项级数,且0 lt; Un lt; V(n = 1,2,…n).则
n=1 n=1
8 8
(1)若£ vn收敛时,£un必收敛。
n=1 n=1
8 8
(2)若£un发散时,£vn必发散。 n=1 n=1
2.比值判别法(达朗贝尔判别法)
8
£ un为正项级数
n=1
f p lt; 1时收敛
如果lim Un±L = p,贝ljlt; p > 1时发散
n T8 u
n [ p = 1时不定
如果Un常有因子n,用这种方法判别正项级数的收敛性
比较方便
8
幂级数£氏/收敛半径的求法 n=0
⑴对于不缺项的幂级数£ anx〃,设lim a±L = p,则 n-8 a
n=0 an
f 1八,八
—,0 lt; P lt; +8
收敛半径R = lt; 0, p = +8
+ 8, p = 0
-^,0 lt; p lt; +g pP
+ g, p = 0
0, p = +g
十、向量代数与空间解析几何
(一)空间直线方程
直线的标准方程:
过点M(x0,y0,z0)且平行于向量s = {m,n,p}的直线方程
x一几二 y - y0 二 z—zo
m n p
称为直线的标准式方程(又称点向式方程,对称式方程) 常数s = {m, n, p}为所给直线的方向向量。
十、向量代数与空间解析几何
(二)曲面方程
(1)球面:(X - x0)2 +(y - y0)2 +(z 一 z0)2 = R2
2 2 2
⑵椭球面:\ +=+ - = 1
a b c
⑶圆柱面:x2 + yy = RR
2 2
(4)椭圆柱面:0+ 4 = 1
a / b /
2 2
⑸双曲柱面:1 一 4 二 一1 a b
(6)抛物柱面:x2 - 2py = 0(p > 0)
⑺旋转抛物面:z = X 2 + y 2
(8)圆锥面:x2 + y2 - z2 = 0
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