• 【考研数学】一. 极限与导数


    分值分配

    高等数学:84分,占56%(4道选择题,4道填空题,5道大题);
    线性代数:33分,占22%(2道选择题,1道填空题,2道大题);
    概率论与数理统计:33分,占22%(2道选择题,1道填空题,2道大题)。
    选择题:8题(每题4分);
    填空题:6题(每题4分);
    解答题:9题(每题10分左右);
    满分150分,考试时间3小时。
    老师:潘鑫 武忠祥

    一. 极限与导数

    • 基本初等函数的导数公式
    • 函数的和差积商的求导法则
    • 反函数的求导法则
    • 复合函数的求导法则
    • 隐函数求导法则——直接对方程两边求导
    • 对数求导法:适用于幂指函数及某些用连乘连除表示的函数
    • 参数方程求导法{x = x(t),y = y(t)}
      • 极坐标方程求导 可以转成参数方程
    • 相关变化率问题
      • 裂出依赖于t的相关变量关系
      • 等式两端对t求导
    • 微分概念 Δy≈dy
      • 可微 ↔ 可导 == dy = f’(x)dx
    • 微分运算法则
      • 微分形式不变性:df(u) = f‘(u)du
    • 微分中值定理与导数应用
      • 极值定义:x0的邻域恒有fx > fx0 极小值,反之极大值。

      • 费马引理:fx在x0取得极值,在x0可导,那么fx0的导 = 0

      • 罗尔定理:若f在[a,b]上连续,(a,b)内可导,f(a) = f(b),那么存在ξ∈(a,b),f(ξ)的导数 = 0.

      • 拉格朗日中值定理:若f在[a,b]上连续,(a,b)内可导,那么存在ξ∈(a,b),fb - fa = f(ξ)导*(b-a)

      • 延伸:函数的导数等于0,则函数在这个区间为常数
        遇到同一函数格式,做差就用拉格朗日

      • 柯西中值定理:两个不同函数的拉格朗日比值。
        在这里插入图片描述

      • 罗尔定理是拉格朗日中值定理的特例(导数 = 0)

      • 拉格朗日中值定理是柯西定理的特例(Fx = x)
        应用:证明恒等式,不等式,有关中值问题的结论

    • 洛必达法则:用柯西定理证来的导数求极限
      • 应用的时候注意等价无穷小化简
        在这里插入图片描述
    • 泰勒公式
      多项式 代替 一般函数 , 曲线 代替 一般曲线

    在这里插入图片描述

    1. Peano余项:局部形态,求极限的时候
    2. Lagrange余项:整体形态,求不等式的时候
    3. x0 = 0的时候 麦克劳林公式

    需要记住一些泰勒展开的麦克劳林特例:

    e x = 1 + x + x 2 2 ! + x 3 3 ! + . . . + x n n ! e^x = 1 + x + \frac {x^2}{2!} + \frac {x^3}{3!} + ... + \frac {x^n}{n!} ex=1+x+2!x2+3!x3+...+n!xn

    s i n x = x − x 3 3 ! + x 5 5 ! + . . . + ( − 1 ) n x 2 n − 1 ( 2 n − 1 ) ! sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac {x^5}{5!} + ... + (-1)^{n} \frac {x^{2n-1}}{(2n-1)!} sinx=x3!x3+5!x5+...+(1)n(2n1)!x2n1

    c o s x = 1 − x 2 2 ! + x 4 4 ! + . . . + ( − 1 ) n x 2 n ( 2 n ) ! cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} + ... + (-1)^n \frac{x^{2n}}{(2n)!} cosx=12!x2+4!x4+...+(1)n(2n)!x2n

    难得手敲公式,纪录一下写法:

    $$回车
    e^x = 1 + x + \frac {x^2}{2!} + \frac {x^3}{3!} + ... + \frac {x^n}{n!}
    sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac {x^5}{5!} + ... + (-1)^{n} \frac {x^{2n-1}}{(2n-1)!}
    cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} + ... + (-1)^n \frac{x^{2n}}{(2n)!}
    $$结束
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 函数的单调性
    • 函数的凹凸性
    • 函数的渐近线
      • 水平:看x->∞的时候极限是否存在
      • 垂直:看有限点的极限是否无穷,比如分母为0的间断点。
      • 斜渐近线:y/x求x->∞,y-ax的极限值得b

    递推数列求极限:先证单调有界,再两边取极限。
    间断点的判定:直接代入可以求的值,剩下的再求极限。

    做题方法

    极限

    简单的等价无穷小

    公式里不会打~,就用等号代替了。

    s e c 2 x − 1 = t a n 2 x sec^2x - 1 = tan^2x sec2x1=tan2x
    t a n x − x = 1 3 x 3 tanx - x = \frac{1}{3}x^3 tanxx=31x3
    e x − 1 = x e^x-1 = x ex1=x
    l n ( 1 + x 2 ) = x 2 ln(1+x^2) = x^2 ln1+x2=x2
    x − s i n x = 1 6 x 3 x - sinx = \frac{1}{6}x^3 xsinx=61x3

    已知一个极限求另一个极限

    1. 若lim g(x) = A ,则 g(x) = A + a(x) , 其中lim a(x) = 0
    2. 求出共同函数 f(x)
    3. 代入 , 计算(如果出现幂指函数,还需要先化简一波)

    保号性和保号性的推论

    • 保号性:极限值 推 函数值 (条件和结论 无等号)
    • 保号性推论: 函数值 推 极限值 (条件无所谓,结论需等号)

    极限的应用:求渐近线(水平渐近线,斜渐近线,铅直渐近线)

    • 有水平无斜,有斜无水平,可能斜水都没有。
    • 斜渐近线:除x再求无穷极限,原极限 - ax 再求极限得到b。
    • 铅直渐近线:先找定义域外但有去心领域的点,然后求极限,若无穷则有。

    导数

    求高阶导数

    • 莱布尼兹公式
      • 适用条件:两项相乘且一项经过三次求导为0。
        在这里插入图片描述

    分段函数求导

    分段点:按导数 定义求;
    非分段点:用公式求。

    在这里插入图片描述

    求最值

    求函数在给定区间的最值

    1. 求极值
    2. 求端点的函数值或极限值
    3. 比较

    求交点(实根)个数

    f(x)g(x)交点个数,求f(x) = g(x)实根个数

    1. 设辅助函数F(x) = f(x) - g(x)
    2. 确定辅助函数F(x)的定义域
    3. 求两种值:
      • F(x)的所有极值
      • F(x)在定义域端点处的极限值:区间左端点算右极限,右端点同理。
    4. 得出答案
      • 写两行,y与x的关系,看相邻的数。
      • 异号,则存在交点或实根,同号,则不存在交点或实根。
    • 注意:极限值0不算交点,极值0才算

    证明不等式

    • 形式一:yy < yy < yy ,并且每一个xx均不含x
    • 形式二:f(x) > < >= <= g(x)

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    证明恒等式f(x) = g(x) 其中x∈(-1 , 1)

    • 显示:证明左右两侧的导函数相等,然后代入任何一个点计算出相等即可。
    • 隐式:反证法(至少有一点使得f(x)-g(x)!=0)

    证明零点问题(存在某数使得…)

    在这里插入图片描述零点定理:

    在这里插入图片描述

    逆否:

    若f(x)在某区间内的所有点都不为0,则f(x)在该区间一定“恒正”或“恒负”

    可微 可导 连续 三者关系的作用

    • 可导 <=> 可微
    • 可导必连续,连续未必可导 <=> 可微必连续,连续未必可微
    • 不连续必不可导(逆否命题)

    但是有什么用呢?

    • 如果题目给出了f(x)可导,则它连续。代表它可以求极限,并且它的值是它的函数值。

    • 如果选择题给出了判断关系,其中A可导,B可微,C连续,D不可导。毫无疑问,AB同质可以先排除掉。如果是选择不正确的,那么甚至可以反推出 该题可导,又因为可导必连续,故选D。

    本章心得

    1. 如果遇到【取整函数】求极限,尝试用夹逼准则:
      x − 1 < [ x ] < x x - 1 <[x] < x x1<[x]<x
    2. 遇到极限的比值为非零常数,单独求分母极限0,那么分子极限也0。等阶无穷小。洛必达之后就可以使用。分母为x的三次方,那么分子可以单独看出极限为0.(可以把泰勒给换了??)
    3. 如果遇到 【数列 分数 连乘】的极限,也可以考虑夹逼准则,(优先)放缩 分母,统一分母之后进行连乘或求和。
    4. 同号无穷相减:提因子(不是分数) + 通分(分数)
      提完一个因子之后可以拆开乘法,用洛必达
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/HYY_2000/article/details/126207368