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10月份成人高考入学考试
高等数学 (二) 通 关资料一、极限
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
如果 lim f ( x) A, lim g ( x) B , 则
x x x x
0 0
1. lim f ( x) g ( x) lim f ( x) lim g ( x) A B
x x x x x x
0 0 0
2. lim f ( x).g ( x) lim f ( x) lim g ( x) AB
x x x x x x
0 0 0
lim f ( x)
f ( x) A
3. 当 lim g ( x) 0 , lim x x 0
x x x x g ( x) lim g ( x) B
0 0
x x
0
lim c. f ( x) c. lim f ( x)
x x x x
0 0
n
lim
f ( x)
n
lim f ( x)
x x x x
0 0一、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:
如果当自变量x x(或x )时,函数f(x)的极限值为零,
0
则称在该变化过程中,f(x)为无穷小量,简称无穷小,记作
lim f(x) (0 或limf(x) 0)
xx x
0
在微积分中,常用希腊字母,,来表示无穷小量.
2.无穷大量概念
如果当自变量x x(或x )时,函数f (x)的绝对值可以
0
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)
xx
0
两者关系:
1
在同一变化过程中,如果f (x)为无穷大量,则 为无穷小量
f (x)
1
反之,如果f (x)为无穷小量,且f (x) 0,则 为无穷大量
f (x)一、极限
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 0,lim 0
(1)如果lim 0,则称是比高阶的无穷小量.
(2)如果lim C 0,则称是与同阶的无穷小量.
(3)如果lim C 1,则称是与等价无穷小量,记作等价于.
(4)如果lim ,则称是比低阶的无穷小量.
一、极限
考点4:等价无穷小
1.
如果、、、都是同一变化过程中的无穷小量,
1 2 1 2
且 ~ , ~
1 1 2 2
则 lim 1 lim 1
2 2
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 x 0 时, x ~ sinx ~ ln ( 1 x ) ~ arcsinx~ arctanx~ e x -1
1
~ tanx , 1-cosx ~ x 2,( 1 x ) -1~x (为实常数, 0 )
2一、极限
考点5:两个重要极限
sinx
特殊极限一: lim 1
x0 x
特殊极限二:
1
lim ( 1 )x e
x x
1
lim ( 1 )n e
n n
1
lim ( 1 x ) x e
x0二、连续
考点1:函数在某一点的连续
定义 1 :设函数 y f ( x )在点 x 的某个邻域内有定义,如果有
0
自变量x (初值为
x
)趋近于
0
时,相应的函数改变量y 也趋
0
近于 0 ,即 lim[ f ( x x ) - f ( x ) ] 0
0 0
x0
则称函数 y f ( x )在点 x 处连续 .
0
定义 2 :设函数 y f ( x )在点 x 的某个邻域内有定义,如果当
0
x x 时,函数 f ( x )的极限值存在,且等于 x 处的函数值 f ( x )
0 0 0
即 lim f ( x ) f ( x ),则称函数 y f ( x )在点 x 处连续 .
0 0
xx
0
定义 3 :设函数 y f ( x )在点 x 的某个邻域内有定义,如果当
0
x x 时,函数 f ( x )的左右极限存在且等于函数值 f ( x ),即
0 0
lim f ( x ) lim f ( x ) f ( x ),则称函数 y f ( x )在点 x 处连续 .
0 0
xx - xx
0 0二、连续
考点2:函数间断点
定义:如果函数 ( )在点 处不连续,则称点 为 ( )的
f x x x f x
0 0
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 处有下列三种情况之一 ,则点 是 ( )的一个间断点:
x x f x
0 0
( )在点 处, ( )没有定义。
1 x f x
0
( )在点 处, ( )的极限不存在。
2 x f x
0
( )虽然点 处 ( )有定义,且 ( )存在,但
3 x f x lim f x
0
xx
0
lim f
(
x
)
f
(
x
)
0
xx
0三、导数
(一)导数定义
设函数 y f ( x )在点 x 的某一邻域内有定义,若自变量
0
x 在点 x 处的改变量为x ( x x 仍在该领域内) . 函数 y
0 0
f ( x )相应地有改变量y f ( x x ) - f ( x ) . 如果极限
0 0
y f ( x x ) - f ( x )
lim lim 0 0
x0 x x0 x
存在,则此极限值为函数 y f ( x )在点 x 处的导数 .
0
dy
记作 , , 或 (, )
y f x .
0
xx dx
0
xx
0
f ( x x ) - f ( x )
即 f (, x ) lim 0 0
0 x0 x
( ) ( )
f x - f x
f (, x ) lim 0
0
xx x - x
0
0
f ( x h ) - f ( x )
f (, x ) lim 0
0
x0 h三、导数
(二)基本初等函数的导数公式
1 ( . c )' 0
2 ( . x a)' ax a -1
1
3 ( . log x )' ( a 0, 且 a 1 )
a
xlna
1
4 ( . ln x )'
x
5 ( . a x)' a x lna
6 ( . e x)' e x
7 ( . sin x )' cos x ( / cos x )' -sin x
8 ( . tan x )' sec 2 x /( cot x )' -csc 2 x三、导数
(二)基本初等函数的导数公式
9 ( . secx )' secx.tanx/ ( cscx )' -cscx.cotx
1
10 ( . arcsinx )' ( -1 x 1 )
2
1- x
1
11 ( . arccosx )' - ( -1 x 1 )
2
1- x
1
12 ( . arctanx )'
1 x 2
1
13 ( . arccotx )' -
1 x 2三、导数
(三)导数的四则运算公式
1 ( . u v )' u ' v '
2 ( . u.v )' u ' .v u.v '
3 ( . cu )' cu (' c 为常数)
' '
u u .v - u.v
4 ( . )' ( v 0 )
2
v v三、导数
(四)复合函数求导
如果函数 u ( x )在点 x 处可导,函数 y f ( u )在对应点
u 处也可导,则复合函数 y f [( x ) ] 在点 x 处可导,且有
dy dy du
.
dx du dx
y ' y ' .u '
x u x
f [( x ) ]
'
f (' u ) u (' x )
解题思路:
( 1 )找出复合框架, y f (u),u f (x)
y f (u),u f (v),v f (x)
( )分别求导相乘
2三、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 )
( 为参数)
t
y v ( t )
确定了 为 的函数,在计算此类由参数方程
y x
所确定的导数时,不需要先消去参数 后再进行求导
t .
dy
(' ) '
dy dy dt u t y
dt t
.
dx dx dt dx v (' t ) x '
t
dt三、导数
(六)隐函数的求导
解析法表示函数通常有 两种:
( 1 ) .y f ( x )来表示的,称之为显 函数。
如 y sinwx , y e x ln ( x 1 x 2)
(
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 y 3 -1 0 , xy - e x e y 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)
(三、导数
(七)高阶求导
如果函数 y f ( x )的导数 y ' f (' x )仍是 x 的可导函数,
那么就称 (' )的导数为 ( )的二阶导数,相应地 (' )
f x f x f x
称为函数 y f ( x )的一阶导数 . 二阶导数记为
2 2
d y d f
'', ('' ), 或
y f x
2 2
dx dx
2
d y d dy
y '' ( y )' ’, f ('' x ) [ f (' x ) ] '或 ( )
2
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 a ) ax a1 dx
(3)d (a x ) a x ln adx (a 0, 且 a 1)
1
(4)d (e x ) e x dx .( 5)d log x dx (a 0, 且 a 1)
a
x ln a
1
(6)d (ln x ) dx .( 7 )d (sin x ) cos xdx
x
(8)d (cos x ) 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 udv
d (uv ) vdu udv ; d ( ) (v 0)
2
v v五、导数应用
(一)洛必达求导
如果当 x a( 或 x ) 时,函数 f (x) 与 F(x)
f (x)
都趋于零或都趋于无穷大,则称
lim
F(x)
xa
(x)
0
为未定型极限,并分别简记为“ ”或“ ”
.
0
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.;
-
也可以变形
0
为“ ”或“ ”来求解
0 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 x 处可导,由导数的几何意义,知 f ' (x )
0 0
表示过曲线上点 , 的切线斜率,所以,过曲线上点
M (x f (x ))
0 0
, 的切线方程为:
M (x f (x ))
0 0
y - f (x ) f ' (x )(x x )
0 0 0
1
法线的斜率为 ,法线方程为
-
'
f (x )
0
1
y - f (x ) - (x x )
0 ' 0
f (x )
0五、导数应用
(三)函数单调性判断
设函数 在区间 内可导
f (x) (a,b) .
1. 如果在区间 (a,b) 内 f ' (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) 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 ' (x) 0 不影响 f (x) 的单调性 .五、导数的应用
(四)函数的极值
极值的第一充分条件
1.
设 在 的某领域内可导
f (x) x .
0
( 1 )若 x x 时, f ' (x) 0 , x x , f ' (x) 0 时则称 x 为极大值点, f (x ) 为极大值
0 0 0 0
( 2 )若 x x 时, f ' (x) 0 , x x , f ' (x) 0 时则称 x 为极小值点, f (x ) 为极小值
0 0 0 0
( )如果 ' 在 两侧的符号相同,那么 不是极值点。
3 f (x) x x
0 0
极值的第二充分条件
2.
设函数 y f (x) 在 x 处存在二阶导数,且 f ' (x) 0 ,则
0
( 1 )若 f '' (x ) 0 , f (x ) 为极大值, x 为极大值点;
0 0 0
( 2 )若 f '' (x ) 0 , f (x ) 为极小值, x 为极小值点;
0 0 0
( 3 )若 f '' (x ) 0 ,此方法不能判定 x 是否为极值点,而改用
0 0
极值第一充分条件来判定。五、导数的应用
(四)函数的极值
极值存在的必要条件:
设函数 在 可导,且在点 处取得极值,则必有
f (x) x x
0 0
f ' (x ) 0 ,称满足 f ' (x ) 0 的点为函数 f (x) 的驻点,
0 0
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 f 则 f (x) 在 [a,b] 上的图形是凹的
( 2 )若在( a,b )内, f '' (x) 0, 则 f 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 x- x
称直线 y A 是曲线 y f (x) 的水平渐近线 .
若 lim f (x) 或 lim f (x) 或 lim f (x) ,则
xa xa xa
称直线 x a 是曲线 y f (x) 的铅直渐近线 .六、不定积分
(一)原函数
区间上 的原函数的全体,称为 在 上的不定积分
f (x) f (x) I
记为
f (x)dx.
如果 ( )为 的一个原函数,则有
F x f (x)
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 的原函数的全体,称为 在 上的不定积分
f (x) f (x) I
记为
f (x)dx.
如果 ( )为 的一个原函数,则有
F x f (x)
f (x)dx F ( x ) C ,其中 C 为任意常数 .六、不定积分
(三)不定积分的性质
'
( 1 ) f ( x ) dx f ( x ) , d f ( x)dx f ( x)dx
( 2 ) dF ( x) F ( x) C , F ' ( x)dx F ( x) C
( 3 ) kf ( x)dx k f ( x)dx (k 为常数)
( 4 ) f ( x) g ( x) dx f ( x)dx g ( x)dx六、不定积分
(四)基本积分公式
1
( 1 ) x a dx x a1 C(a 1)
a 1
1
(2) dx ln x C
x
x
a
(3) a x dx C(a 0, a 1)
ln a
(4) e x dx e x C
(5) sin xdx cos x C
(6) cos xdx sin x C六、不定积分
(四)基本积分公式
1
( 7 ) dx arctan x C
1 x 2
1
( 8 ) dx arcsin x C
1 x 2六、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 ' (x)
的原函数,即有:
f [v(x)]v ' (x)dx F[v(x)] C
二、分部积分法
设 、 都是 的可微函数,则有
u v x
udv uv vdu七、定积分
(一)定积分的定义
b
f (x)dx
a
称 在区间 上可积
f (x) [a,b] .
其中 称为被积函数, 称为被积表达式,
f (x) f (x)dx x
称为积分变量, 称为积分区间, 称为积分下限,
[a,b] a
称为积分上限
b .七、定积分
(二)定积分的注意点
注意:
()定积分若存在,它只是一个确定的常数,它只与
1
被积函数 及积分区间 有关,而与积分变量的
f (x) [a,b]
b b
符号无关,即应有 f (x)dx f (t)dt.
a a
b
(
2
)定积分
f (x)dx
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
f (x)dx - f (x)dx
a b
特别地有
a
f (x)dx 0
a七、定积分
(三)定积分的性质
常数可以提到积分号之外,即若 为常数,则有
1. k
b b
kf (x)dx k f (x)dx
a a
两函数代数和的定积分等于它们的定积分的代数和
2.
即有
b b b
[ f (x) g(x)]dx f (x)dx g(x)dx
a a a
可以推广到有限个函数的代数和的情况
.
定积分的可加性:如果积分区间 被点 分成两个
3. [a,b] c
小区间 与 ,则有
[a,c] [c,b]
b c b
f (x)dx f (x)dx f (x)dx
a a c
4. 如果在区间 [a,b] 上,总有 f (x) g(x), 则有
b b
f (x)dx g(x)dx
a a七、定积分
(四)牛顿——莱布尼茨公式
如果 是连续函数 在区间 上
F (x) f (x) [a, b]
任意一个原函数则有
b
b
f (x)dx F (x) F (b) F (a)
a a(五)定积分的几何意义
b
( 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 b) 和 x 轴所围成的
b
曲边梯形 aABb 的面积 S ,即 S f (x)dx
a
(2) 当 f (x) 0 时,曲边梯形 aABb 的面积 S 如图 2.
b
即 S - f (x)dx
a七、定积分
(五)定积分的几何意义——求平面图形面积
(1)由y f (x), x a, x b(a b)及x轴所围成的封闭平面图 形的面积S :
b
S f (x)dx
a
(2)由y f (x),y f (x),x a, x b(a b)所围成的封闭平面图形 的面积S :
1 2
b
S f (x) f (x)dx
2 1
a
(3)由x (y), y c, y d(c d)及y轴所围成的封闭平面图 形的面积S :
d
S (y)dy
c
(4)由x (y), x (y), y c, y d(c d)所围成的封闭平面图形 的面积S :
1 2
d
S (y) (y)dy
2 1
c
(5)由y f (x),y f (x)所围成的封闭平面图形 的面积S :
1 2
y f (x)
先求两条曲线的交点, 只需求解方程组:
1 ,得出交点中 x的最小值,
y f (x)
2
记为a,及交点中x的最大值,记为 b,则
b
S f (x) f (x)dx
2 1
a七、定积分
(五)定积分的几何意义——求旋转体体积
( 1 )曲线段 y f (x),a x b 绕 Ox 轴旋转所得旋转体体积 V :
x
b
V f 2 (x)dx
x
a
(2) 曲边梯形 y f (x) , x a, x b(a b) 及 Ox 轴所围成的图形
绕 轴旋转所得旋转体体积
Ox V :
x
b
V f 2 (x)dx
x
a
( 3 )曲线段 x (y) , c x d(c d) 绕 Oy 轴旋转所得旋转体体积 V :
y
d
V 2 (y)dy
y
c
(4) 曲边梯形 x (y) , y c, y d(c d) 及 Oy 轴所围成的图形
绕 轴旋转所得旋转体体积
Oy V :
y
d
V 2 (y)dy
y
c七、定积分
(五)定积分的几何意义——求旋转体体积
(5) 由 y f (x) , y f (x) , x a, x b(a b) 所围成的封闭图形
1 2
绕 轴旋转所得旋转体体积
Ox V :
x
b
V f 2 (x) f 2 (x)dx
x 2 1
a
(6) 由 x ( y) , x ( y) , y c, y d(c d) 所围成的图形
1 2
绕 轴旋转所得旋转体体积
Oy V :
y
d
V 2 ( y) 2 ( y)dy
y 2 1
c八、多元函数
(一)多元函数定义
定义:设 为 平面上的一个区域,如果对于 上的每一点
D xOy D
( ),变量 依照某一规律 有唯一确定的数值与之对应,
P x, y z f
则称 z 为 x, y 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 对 的偏导数时,只要将二元函数中的
f (x, y) x
看成是常数,而对 求导数就行了
y x .
同理,求 对 的偏导数时,只要将二元函数中的
f (x, y) y
看成是常数,而对 求导数就行了
x y .
如果要求 在点( )处的偏导数,只需在偏导
f (x, y) x , y
0 0
函数中将 x x , y y 带入即可。
0 0八、多元函数
(三)二阶偏导数
z 2 z
( ) z '' f '' ( x, y)
xx xx
x x x 2
z 2 z
( ) z '' f '' ( x, y)
xy xy
y x xy
z 2 z
( ) z '' f '' ( x, y)
yx yx
x y yx
z 2 z
( ) z '' f '' ( x, y)
yy yy
y y y 2
2 z 2 z
称 , 为 z f ( x, y) 的二阶混合偏导数 .
xy yx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( x , y ) 的某邻域内
0 0
连续,有一阶和二阶连 续偏导数,且
f ' (x , y ) 0, f ' (x , y ) 0
x y
0 0 0 0
又设
f '' (x , y ) A, f '' (x , y ) B, f '' (x , y ) C
xx xy yy
0 0 0 0 0 0
则( 1 )当 B 2 - AC 0 时,函数 f (x, y) 在点( x , y ) 处取得
0 0
极值,且当 A 0 时时有极大值,当 A 0 时有极小值 .
( 2 ) B 2 - AC 0 时,函数 f (x, y) 在点( x , y ) 处无极值 .
0 0
( 3 ) B 2 - AC 0 时,函数 f (x, y) 在点( x , y ) 处极值不能确定 .
0 0八、多元函数
(五)全微分
f f
全微分 dz dx dy
x y
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 f f f
, 存在。可微的充分条件 是 , 存在且连续。
x y x y
类似地,若三元函数 u f (x, y, z) 可微,则
f f f
du dx dy dz
x y z九、概率初步
(一)随机事件的关系
( )事件的包含与相等关 系
1
设 为两个事件,如果事件 发生,必然导致事件 发生。
A, B A B
则事件 B 包含事件 A ,或事件 A 包含于事件 B, 记作 A B ,或
B A.
如果事件 包含事件 ,事件 又包含事件 ,则称 事件相等
A B B A A, B
A B.
( 2 )设 A, B 为两个事件, A B (或 A B )表示事件 A 与 B 中至少
有一个发生。 A B (或 A.B 或 AB )表示事件 A 与 B 同时发生。九、概率初步
(一)随机事件的关系
( )事件互不相容或对立关系
3
如果事件 A 与事件 B 在同一次实验中不能同时发生,即 AB
称事件 与 是互不相容的(或互斥的),也称 与 互斥。
A B A B
设有事件 ,事件 不发生为事件 的逆(或者 的对立事件)
A A A A
记作 A ,若 B A ,则 A, B 具有对立关系。
P ( A B ) P ( A ) P ( B )(二)事件的概率
定义:设 为含有 个基本事件的古典型实验, 为由 个
E n A m
基本事件组成的随机事件,那么 的概率为
A
m
P(A) , 则称这样定义的概率为概率的古典型定义。
n
基本性质:
( 1 ) 0 P(A) ( 1 2 ) P() 1
( )有限可加性:若 , 两两互斥,则
3 A A ....A
1 2 n
n n
P( A ) P(A )
i i
i1 i1
( 4 )加法定理:若 A, B 为任意两个随机事件,则 P ( A B )
P ( A ) P ( B ) P ( AB )
(
5
)
P
(
A
)
1- P(A)(三)离散型随机变量的数学期望
定义:设离散型随机变量的概率分布为
n
则称
x p ,
为的数学期望或均值,记作
E
()
i i
i1
n
则称 [x E () ] 2 p , 则称此级数的和为的方差,
i i
i1
记作
D
()
则称
D
()为随机变量的标准差
.