考研数学微分学(第三,四,五,六,七讲)
一.第三讲 一元函数微分学的概念
1.导数
(1)两种定义公式
(2)等价的三种提法
- y=f(x)在x0处可导
- y=f(x)在x0处导数存在
- f‘(x0) = A
(3)函数在一点可导的充要条件
左导数和右导数存在且相等(极限存在的充要条件:左极限和右极限存在且相等)
(4)可导一定连续,连续不一定可导
注意:f(x)每求一次导数奇偶性就变化一次,求导之后周期性不变
题型:多项相乘,化成2项相乘
(5)f(x)与|f(x)|之间得关系
- f(x)在x0处连续,则|f(x)|在x0处连续,反之不成立
- f(x)在x0处可导
- f(x0)≠0 ,|f(x)|在x0处可导
- f(x0)=0
- f’(x0)=0,|f(x)|在x0处可导
- f’(x0)≠0,|f(x)|在x0处不可导
2.导数的几何意义
注意:切线存在,导数不一定存在;但导数存在切线一定存在
角点的定义:在一个点处存在两条单侧切线,两条单侧切线形成一个角,叫角点
3.高阶导数
(1)定义
(2)总结
4.微分的概念
(1)充要条件
可微推可导,可导推可微
(2)几何意义
若f(x)在点x0处可微,则在点x0处附近可以用切线近似代替曲线段
(3)可微的判别
二.第四讲 一元函数微分学的计算
1.基本求导公式
2.四则运算
3.复合函数求导与微分形式式不变
(1)复合函数求导(链式法则)
当函数 y=f(u) 中的 u 本身是另一个函数 u=g(x),则 y 对 x 的导数需通过链式法则计算:
dy/dx=dy/du⋅du/dx
(2)微分形式不变性
无论 u 是自变量还是中间变量,函数 y=f(u) 的微分表达式始终保持一致:dy=f′(u)du
当 u=g(x) 时,du=g′(x)dx,代入上式得:dy=f′(g(x))⋅g′(x)dx⇒dxdy=f′(g(x))⋅g′(x)
4.分段函数求导
(1)分段点使用导数定义,求得左导数和右导数,判断是否相等,得出这点是否存在导数
(2)在非分段点使用导数公式求导
注:ln|x| 求导之后式 1/x (lnx 和 ln -x 求导之后是一样得)
5.反函数的导数
6.隐函数求导法则
直接对两边得x进行求导
注意:y是含有x的参数方程也要进行求导
7.参数方程求导
8.对数求导
9.幂指函数求导法
(1)采用上面的对数求导法
(2)可以先化成指数函数,在进行求导 ,一班以e为底
10.高阶导数
(1)归纳法:逐次求导,探出规律,得出通式
(2)莱布尼兹公式
(3)泰勒公式
三.第五讲 一元函数微分学的应用(1)
1.极值的定义
(1)对函数来说若存在点x0的某个邻域内,均有f(x)<=f(x0)(f(x)>=f(x0))成立,则称x0为极大值点或极小值点
(2)只是局部的概念
(3)左右邻域都有定义,端点不讨论极值,间断点讨论极值
注:常函数处处是极大值,处处是极小值
2.单调性与极值的判别条件
驻点(Stationary Point)是指函数 f(x) 的导数 f′(x) 为零的点
(1)单调性的判断
(2)极值点存在的必要条件
找极值点的两种情况:驻点,不可导点
(3)判别极值的充分条件
3.凹凸性和拐点的概念
(1)凹凸性(两种定义)
(2)拐点
4.凹凸性和拐点的判别
(1)定义判别凹凸性
(2)拐点的必要条件
(3)判别拐点的充分条件
5.极值点与拐点的重要结论
6.渐近线
(1)铅直渐近线
(2)水平渐近线
(3)斜渐近线
注:有水平渐近线就没有斜渐近线
(4)具体步骤
7.最值或取值范围
8.做函数图像
9.曲率和曲率半径
四.第六讲 一元函数微分学的应用(2)
1.涉及函数
(1)有界与最值定理
(2)介值定理
(3)平均值定理
(4)零点定理
2.涉及导数
(1)费马定理
(2)罗尔定理
(3)拉格朗日中值定理
(4)柯西中值定理
(5)泰勒公式
3.涉及积分
(1)积分中值定理
4.积分等式
(1)零点定理
(2)单调性
(3)罗尔原话
(4)实系数奇次方程至少有一个实根
注:偶次为啥不行呢?因为偶次可能两边都趋向+∞所以无法判断(比如2元一次方成,如果开口向上两边都趋向于+∞)
5.积分不等式
(1)用函数性态证明
(2)用常数变量化证明
(3)用中值定理证明
五.第七讲 一元函数微分学的应用(3)
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