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考研数学王谱
2024 届考研 高数公式【填空】
1.两个重要极限
sinx
(1) lim 1.
x0 x
1 1 1
(2)lim(1 x)x e,lim(1 )x e,lim(1 )n e推广为: .
x0 x x n n
2.四则运算法则
如果lim f x A,limg x B
那么①lim f x g x .
②lim f x g x .
f x
③lim .
g x
1
若B , A需要A 0
2
④lim f x gx AB A0 若B 1 , 1 需要A 0
2 A
AB eBlnA,lnA需要A0
3.无穷小性质
有限个无穷小的代数和为 .
有限个无穷小的乘积为 .
无穷小乘以有界变量为 .
-1-考研数学王谱
4.无穷小比较
x
若lim 0,则称 x 是比 x 阶无穷小,记为 .
x
x
x
若lim ,则称 x 是比 x 阶无穷小.
x
x
x
若lim c 0,则称 x 是与 x 阶无穷小.
x
x
x
若lim 1,则称 x 是 x 无穷小,记为 .
x
x
x
若lim c 0,则称 x 是 x 的 阶无穷小.
x x k
当x0时,(x ?)
sinx arcsinx
tanx arctanx
ln 1 x cosx
ex 1 x
1
1 x
5.间断(只需讨论无定义点和分段函数分段点的极限)
设函数 f x 在点x 的某去心邻域内有定义
0
(1)第一类间断点: f(x 0), f(x 0)均存在
0 0
① f(x 0) f(x 0) 间断点
0 0
② f(x 0) f(x 0) f(x ) 间断点
0 0 0
(2)第二类间断点: f(x 0), f(x 0)至少有一个不存在
0 0
① f(x 0)和 f(x 0)“” 间断点
0 0
② f(x 0)和 f(x 0)“振荡” 间断点
0 0
-2-考研数学王谱
6.渐近线
(1) lim f(x) x x 为一条 渐近线.
xx 0
0
(xx0 )
(xx0 )
a y a为一条 渐近线.
(2) lim f(x)
x 转到(3)
f(x)
(3) lim k;lim f(x)kx b y kxb 为一条 渐近线.
x x x
7.求导公式
C x
ax
ex
sinx cosx
tanx cotx
secx cscx
log x lnx
a
arcsinx arccosx
arctanx arccotx
求导法则
uu x ,v v x 都可导
uv Cu (C 是常数)
uv u v 0 .
v
-3-考研数学王谱
8.单调性与极值
(1)单调性与极值
① f x 在 a,b 上连续, a,b 内可导,
f x 0, f x ; f x 0, f x .
0
② f x 在U x 内有定义,xU x ,
0 0
f x f x f x 为 ; f x f x f x
0 0 0 0
为 .
0
③第一充分条件: f x 在x 处连续,在U x ,内可导
0 0
若x x ,x 时 f x 0,而x x ,x 时 f x 0,
0 0 0 0
f x 为 .
0
若x x ,x 时 f x 0,而x x ,x 时 f x 0,
0 0 0 0
f x 为 .
0
f
x
不变号
f
x
.
0
④第二充分条件: f x 0, f x 存在且 f x 0
0 0 0
f x 0 f x 为 .
0 0
f x 0 f x 为 .
0 0
⑤必要条件: f x 为一极值 或
0 .
-4-考研数学王谱
9.凹凸点与拐点
① f x 在 a,b 上连续, a,b 内存在二阶导数, f x 0, f x 的图形是 的;
②连续曲线的凹弧与凸弧的分界点称为该曲线的 ;
③第一充分条件:
f x 在x 处连续,在U 0 x ,内二阶可导;
0 0
f x 在点 x , f x 两侧 x , f x 为曲线 y f x 的拐点.
0 0 0 0
④第二充分条件: f x 0, f x 存在且 f x 0 x , f x 是曲线
0 0 0 0 0
y f x 的拐点.
⑤必要条件: x , f x 是曲线 y f x 的拐点 或 .
0 0
10.切线与法线
曲线 f x 在点 x , f x 处的切线方程: .
0 0
曲线 f x 在点 x , f x 处的法线方程: .
0 0
11.不定积分基本公式
(1)kdx (k 是常数)
(2)xdx
1
(3) dx
x
(4)①axdx ②exdx
(5)①sinxdx ②cosxdx
③tanxdx ④cotxdx
⑤secxdx ⑥cscxdx
⑦sec2 xdx ⑧csc2 xdx
⑨secxtanxdx
⑩cscxcot xdx
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1 1
(6)① dx ② dx
a2 x2 x2 a2
1 1
③ dx ④ dx
a2 x2 a2 x2
1
⑤ dx
x2 a2
12.不定积分计算
第一类换元法(凑微分):
若 f u duF u C,且函数 x 可导,则
(1) (2)
f x x dx
(3) (4)
第二类换元法:
若 t 可导且 t 0,若 f t t dt F t C
1 2 3
则 f x dx
xt
其中t 1 x 是x t 的反函数.
分部积分法:若函数u x ,v x 均可导,则udv .
13.定积分存在条件
(1)充分条件:① f x 在 a,b 上 ,
则 f x 在 a,b 上 .
② f x 在 a,b 上 ,
且只有有限个 ,
则 f x 在 a,b .
③ f x 在 a,b 上 ,则 f x 在 a,b 上 .
(2)必要条件: f x 在 a,b 上 ,则 f x 在 a,b 上 .
-6-考研数学王谱
14.定积分计算
N L公式:如果函数F x 是连续函数 f x 在区间 a,b 上的一个原函数,则
b f x dx .
a
15.变限积分
S x
F x ;F x ;
1 2
F x .
16.变限积分计算
求导公式:(1) x f t dt .
a
(2) 2 f t d t .
1
(3)
x
g x f t dt
.
a
17.反常积分判敛
(1)计算判敛: f x dx F x
a a 不
b f x dx F x b “a”为瑕点
a a 不
1
p1
1 1
p1
(2)比较判敛: dx ; dx
1 xp p1 0 xp p1
18.平面图形面积
公式法 1直角坐标系下:S
2参数方程下:S
3极坐标系下:S
-7-考研数学王谱
19.旋转体体积
公式法 1绕x轴旋转:V
x
2绕 y轴旋转:V
y
20.平面曲线弧长(数一、数二)
ds
①直角坐标系下:s
②极坐标系下:s
x t
③参数方程下:s (其中 , t )
y
t
21.旋转体侧面积(数一、数二)
S
22.函数平均值 y
23.已知平行截面面积的立体体积(数一、数二)
V
dy
24.可分离变量方程
dx
dy
25.齐次方程
dx
26.一阶线性方程
dy
27.伯努利方程(数一) p x y
dx
-8-考研数学王谱
28.全微分方程(数一)
P Q
P x,y dxQ x,y dy 0
y x
29.可降阶方程(数一、数二)
(1)不显含 y:
(2)不显含x:
30.二阶常系数线性齐次方程
其特征方程 2 pq 0
① p24q0, ,通解 y
1 2
② p24q0, ,通解 y
1 2
③ p24q0,
1,2
通 y ex C cosxC sinx
1 2
31.二阶常系数线性非齐次方程
32.欧拉方程(数一)
33.差分方程(数二)
34.介值定理
①当 f a f b 或 f b f a 时,则在 a,b 内至少存在一点,
使得 .
②当m M 时,则在 a,b 内至少存在一点,使得 .
-9-考研数学王谱
35.零点定理
当 f a f b 0时,则在 a,b 内至少存在一点,使得 .
36.费马定理
设 f x 在x x 处可导且取极值,则 .
0
37.罗尔定理
设 f x 在 a,b 上连续,在 a,b 内可导,又 f a f b ,则在 a,b 内至少存在一点,
使 .
38.拉格朗日中值定理
设 f x 在 a,b 上连续,在 a,b 内可导,则在 a,b 内至少存在一点,
使得 或 .
39.柯西中值定理
设 f x ,g x 在 a,b 上连续,在 a,b 内可导且g x 0,则在 a,b 内至少存在一点,
使得 .
40.泰勒公式
设 f x 在 a,b 上n阶导数连续,在 a,b 内n1阶可导,则
f
x
.
41.积分中值定理
设 f x 在 a,b 上连续,则在 a,b 内至少存在一点
使得 或 .
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42.积分中值定理加强版
设 f x 在 a,b 上连续,则在 a,b 内至少存在一点,使得 .
43.多元函数极值
①z f x,y 在U P 内有定义,PU P
0 0
f
x, y
f
x , y
f
x , y
为
0 0 0 0
f
x, y
f
x , y
f
x , y
为
0 0 0 0
②充分条件
z f x,y 在点 x , y 的某邻域内连续且有一阶及二阶连续偏导数
0 0
且 f x ,y 0, f x ,y 0, 令 f x ,y A, f x ,y B, f x ,y C
x 0 0 y 0 0 xx 0 0 xy 0 0 yy 0 0
若AC B2 0,A0 f x ,y 为 ;A0 f x , y 为
0 0 0 0
若AC B2 0 f x , y 为 .
0 0
若AC B2 0 f x , y 为 .
0 0
44.全微分形式不变性
z f u,v 、u x,y 、v x,y 具有连续偏导数,则
dz
-11-考研数学王谱
45.隐函数求导公式
(1)F x,y 具有连续偏导数,F x ,y 0,F x ,y 0,则
0 0 y 0 0
F x,y 0能唯一确定一个 且具有
的函数 y f x ,它满足条件 y f x ,且 .
0 0
(2)F x,y,z 具有连续偏导数,F x ,y ,z 0,F x ,y ,z 0,则
0 0 0 z 0 0 0
F
x,y,z
0在点
x ,y ,z
能唯一确定一个连续且具有连续偏
0 0 0
导数的函数z f x,y ,它满足条件z f x ,y ,
0 0 0
z z
且 ,
x y
(3)F x,y,u,v ,G x,y,u,v 具有连续偏导数,F x ,y ,u ,v 0,
0 0 0 0
F F
G
x ,y ,u ,v
0,
J
u v 在点
x ,y ,u ,v
不等于零,
0 0 0 0 G G 0 0 0 0
u v
F x,y,u,v 0
则 在点 x ,y ,u ,v 能唯一确定一组连续且
G
x,y,u,v
0 0 0 0 0
具有连续偏导数的函数uu x,y ,v v x,y ,
它们满足条件u u x ,y ,v v x ,y ,且
0 0 0 0 0 0
u v u v
, , ,
x x y y
-12-考研数学王谱
46.二重积分定义
f x,y d max
i
D
47.二重积分对称性
0, f x,y f x, y
(1)若D关于x轴对称,则 f x,y dxdy 2 f x, y dxdy, f x,y f x, y
D
D
1
0,
(2)若D关于 y轴对称,则 f x,y dxdy
2 ,
D
D
1
②
①
0,
(3)若D关于原点对称,则 f x,y dxdy
2 ,
D
D
1
(4)若D关于 y x 轴对称,则 f x,y dxdy
D
③
④
-13-考研数学王谱
48.直角坐标系
A x 2 x f x, y dy
x
1
V
(1)先 y后x: f x,y d x y x ,a x b
1 2
D
(b)
(a)
X型
(积分次序决定需将区域看成什么类型)
(2)先x后 y: f x,y d y x y ,c y d
1 2
D
(a) (b)
Y型
-14-考研数学王谱
49.极坐标系
f rcos,rsin rdrd
D
f rcos,rsin rdrd
D
50.二重积分应用(数一)
(1)曲面的面积 A
(2)质心 x ,y
(3)转动惯量 I ,I
x y
51.级数性质
(1)设k 为常数且k 0,则级数ku 与u 有相同的敛散性,
n n
n1 n1
即u .
n
n1
(2)设u s, v ,则 u v .
n n n n
n1 n1 n1
(3)设级数 u ,去掉、加上或改变有限项不影响其 ,
n
n1
收敛时,其 可能改变.
(4)若级数 u 收敛,则对其各项任意加括号所得新级数仍
n
n1
收敛于原级数的 .
(5)若级数 u 收敛,则limu .
n n
n
n1
-15-考研数学王谱
52.正项级数判敛
(1)收敛充要条件:正项级数u u 0 收敛 S .
n n n
n1
(2)比较判别法:
①比较判别的一般形式
设u 0,v 0且u v ,若v 收敛,则u ;
n n n n n n
n1 n1
若u 发散,则v
.
n n
n1 n1
②比较判别的极限形式
u
设u 0,v 0,且lim n A,则
n n
n v
n
(Ⅰ)0 A时, u 与 v 同 ;
n n
n1 n1
(Ⅱ)A0时,若 v 收敛,则 u ;
n n
n1 n1
(Ⅲ)A时,若 u 收敛,则 v .
n n
n1 n1
1
u
(3)比值判别法:设u 0,lim n1 1 .
n n u
n
1
1
(4)根值判别法:设u 0,limn u
n
1 .
n n
1
(5)积分判别法:若函数 f x 连续非负且 ,则
f n 与 f x dx 具有 .
N
nN
-16-考研数学王谱
(6)重要级数
q 1 1 p 1
① aqn1 ②
n1 q 1 n1 np p1
1 p 1
③
1 n1
n1
np 0 p 1
1 1或1,1
④
n2
nlnn 其他
53.正项级数敛散性判别程序:
0
(1)limu
n n 0 (2)
含有n!或关于n的若干个因子的 ,用
若1转到(3)
(2)u
含有以n为 的因子,用 ,
n
1
同时含有 和lnn,用
n
(3)比较判别法的一般形式或极限形式
(4)回归收敛定义
54.莱布尼茨判别法
若交错级数1 n1 u u 0 满足
n n
n1
(1) n1,2,3, ;
(2)limu 0,则级数收敛,且其和su ,其余项r 的绝对值 .
n n 1 n
(帮助记忆:莱布尼茨在1713年10月25日给约翰伯努利的信中提到该定理)
-17-考研数学王谱
55.任意项级数判敛方法
加绝对值转换成正项级数,用正项级数判别程序判别:
若 u 收敛,则u .
n n
n1 n1
若u 收敛,而 u ,则u .
n n n
n1 n1 n1
56.幂级数 各项都是幂函数的函数项级数,形如
a xx n a a xx a xx 2a xx n
n 0 0 1 0 2 0 n 0
n0
当x 0时,a xn .
0 n
n0
57.收敛域 所有 的集合.
58.阿贝尔定理
当幂级数a xn在x x x 0 处 时,对于满足 x x 的一切x,
n 0 0 0
n0
幂级数 ;
当幂级数a xn在x x x 0 处 时,对于满足 x x 的一切x,
n 0 0 0
n0
幂级数 .
-18-考研数学王谱
59.收敛域求法(收敛域=收敛区间+收敛端点)
(1)加绝对:将通项加 变为 ,
u x .
n
n1
(2)用比根:用 或
u x
计算出收敛区间lim n1 , x
n u x
n
令
x
1收敛区间为
a,b
,收敛半径
.
(3)代点算:单独验证级数在端点处的 ,得出收敛域
令x a,u x ;
n
n1
令x b,u x .
n
n1
判敛u x 的收敛域为 , , ,
n
n1
60.幂级数运算性质
(1)幂级数a xn的和函数s x 在其收敛域 上 .
n
n0
(2)幂级数a xn的和函数s x 在其收敛域 上 .
n
n0
且 x s x dx .
0
积分后幂级数收敛 ,收敛域 或 .
(3)幂级数a xn的和函数s x 在其收敛区间R,R 内可导
n
n0
且s x a xn a xn na xn1 x R
n n n
n0 n0 n1
求导后幂级数收敛 ,收敛域 或 .
-19-考研数学王谱
61.幂级数展开求和
1
(1) xn , 1 x 1
1 x
n0
1
(2) 1 n xn , 1 x1
1 x
n0
(3)ln 1 x , 1 x1
x2n1
(4)sinx 1 n , x
2n1 !
n0
x2n
(5)cosx 1 n , x
2n !
n0
xn
(6)ex , x
n!
n0
(7) 1 x ,1 x1
在端点处的 依的不同而异.
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