高等数学(同济第七版)上册-知识点总结

1、高等数学 (同济第七版 )上册 -知识点总结第一章 函数与极限一. 函数的概念1.两个无穷小的比较设 limf ( x)0, lim g ( x) 0 且 lim f ( x)lg ( x)（1）l = 0，称 f (x) 是比 g(x) 高阶的无穷小，记以 f (x) = 0 g( x) ，称 g(x) 是比 f(x) 低阶的无穷小。（2）l 0，称 f (x) 与 g(x) 是同阶无穷小。（3）l= 1，称 f (x) 与g(x) 是等价无穷小，记以 f (x) g(x)2.常见的等价无穷小当x 0时sin x x，tan x x， arcsinx x， arccos x x，1- cos

2、 x x2 / 2 ， ex - 1 x ， ln(1 x) x ， (1 x) 1 x二求极限的方法1两个准则准则 1. 单调有界数列极限一定存在准则 2.（夹逼定理）设 g(x) f (x) h(x)若 lim g( x)A, lim h(x)A ，则 lim f ( x)A2两个重要公式公式 1 lim sin x1x 0x公式 2 lim (1 x)1/ xex 03用无穷小重要性质和等价无穷小代换4用泰勒公式当 x0 时，有以下公式，可当做等价无穷小更深层次ex1xx2x3.xno(x n )2!3!n!sin xxx3x5.( 1)nx2 n1o(x2 n 1 )3!5!(2n1)

3、!x2x4cos x12!4!. ( 1)n x2no(x2n)2n!ln(1x)xx22x3.( 1)n 1 xno(xn )3n(1x)1xx3arctan xx3(1) x2 .(1).( n 1) xno( xn )2!n!x5. ( 1) n 1x2 n 1o( x2 n 1)52n 15洛必达法则定理 1设函数 f (x) 、 F (x) 满足下列条件：（1） lim f ( x)0 ， lim F (x)0 ；x x0xx0（2） f (x) 与 F ( x) 在 x0的某一去心邻域内可导，且F ( x) 0 ；f (x)f ( x)f (x)（3） lim存在（或为无穷大），则

4、limlimx x0 F ( x)x x0 F (x)xx0 F (x)这个定理说明：当 lim f ( x) 存在时， lim f (x) 也存在且等于 limf ( x) ；当 milf ( x)x x0 F ( x)x x0 F (x)x x0 F ( x)x x0 F ( x)为无穷大时， limf ( x) 也是无穷大x x0 F ( x)这种在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式的极限值的方法称为洛必达（ L H ospital ）法则 .型未定式定理 2设函数 f (x) 、 F ( x) 满足下列条件：（1） limf ( x)， lim F (x)；x x0xx

5、0（2） f (x) 与 F ( x) 在 x0的某一去心邻域内可导，且F ( x)0 ；（3） limf (x)limf ( x)limf ( x)F ( x)存在（或为无穷大），则 x xF ( x)x xF (x)x x000注：上述关于 xx0 时未定式型的洛必达法则，对于x时未定式型同样适用使用洛必达法则时必须注意以下几点：（1）洛必达法则只能适用于“ 0 ”和“”型的未定式，其它的未定式须先化简变形成“ 0 ”00或“ ”型才能运用该法则；（2）只要条件具备，可以连续应用洛必达法则；（3）洛必达法则的条件是充分的，但不必要因此，在该法则失效时并不能断定原极限不存在6利用导数定义求极

6、限基本公式 lim0f ( x0x) f (x0 )f ' (x0 ) (如果存在）xx7.利用定积分定义求极限基本格式 lim1n1f ( k )f (x)dx （如果存在）nnk1n0三函数的间断点的分类函数的间断点分为两类：（1）第一类间断点设 x0 是函数 y = f (x)的间断点。如果f (x)在间断点 x0 处的左、右极限都存在，则称x0 是f (x)的第一类间断点。 左右极限存在且相同但不等于该点的函数值为可去间断点。左右极限不存在为跳跃间断点。第一类间断点包括可去间断点和跳跃间断点。（2）第二类间断点第一类间断点以外的其他间断点统称为第二类间断点。常见的第二类间断点有

7、无穷间断点和振荡间断点。四闭区间上连续函数的性质在闭区间 a,b上连续的函数 f (x)，有以下几个基本性质。这些性质以后都要用到。定理 1（有界定理）如果函数 f (x)在闭区间 a,b上连续，则 f (x)必在 a,b上有界。定理 2（最大值和最小值定理） 如果函数 f (x)在闭区间 a,b上连续，则在这个区间上一定存在最大值 M 和最小值 m 。定理 3（介值定理） 如果函数 f (x)在闭区间 a,b上连续，且其最大值和最小值分别为M 和m ，则对于介于 m和M 之间的任何实数 c，在 a,b上至少存在一个 ，使得 f () = c 推论：如果函数 f (x)在闭区间 a,b上连续，

8、且 f (a)与f (b)异号，则在 (a,b)内至少存在一个点 ，使得 f () = 0 这个推论也称为零点定理第二章导数与微分一基本概念1可微和可导等价，都可以推出连续，但是连续不能推出可微和可导。二求导公式三常见求导1.复合函数运算法则2.由参数方程确定函数的运算法则设x =(t)， y =(t) 确定函数 y = y(x)，其中' (t ), ' (t ) 存在，且' (t ) 0，则 dy'(t )dx' (t)3.反函数求导法则设y = f (x)的反函数 x = g(y)，两者皆可导，且 f (x) 011则 g ' ( y)( f

9、 ' ( x)0)f ' (x)f '( g( y)4.隐函数运算法则设y = y(x)是由方程 F(x, y) = 0 所确定，求 y的方法如下：把F(x, y) = 0 两边的各项对 x求导，把 y 看作中间变量，用复合函数求导公式计算，然后再解出 y的表达式（允许出现 y 变量）5.对数求导法则（指数类型如 yxsin x ）先两边取对数，然后再用隐函数求导方法得出导数y。对数求导法主要用于： 幂指函数求导数多个函数连乘除或开方求导数（注意定义域。关于幂指函数 y = f (x)g (x) 常用的一种方法 ,y = eg ( x) ln f ( x) 这样就可以直

10、接用复合函数运算法则进行。6. 求n阶导数（ n 2，正整数）先求出 y,y, ,总结出规律性，然后写出 y(n)，最后用归纳法证明。有一些常用的初等函数的 n 阶导数公式（1） y ex, y( n)ex（2） yax , y( n)ax (ln a)n（3）y sin x , y(n)sin( xn)2（4） ycos x , y( n )cos( xn)2(5) y ln x , y( n )(1) n 1 (n1)! xn第三章微分中值定理与导数应用一 . 罗尔定理设函数f (x)满足（1）在闭区间 a,b上连续；（2）在开区间 (a,b)内可导；（3） f (a) = f (b)则存

11、在 (a,b)，使得 f () = 0二 拉格朗日中值定理设函数f (x)满足（ 1）在闭区间 a,b上连续；（2）在开区间 (a,b)内可导；则存在 (a,b)，使得 f (b)f (a)f ' ( )ba推论 1若 f (x)在(a,b)内可导，且 f (x) 0，则 f (x)在 (a,b)内为常数。推论 2若() , ()在(,) 内皆可导，且() ()，则在 ( ,)内 () =()+c，其f xg xa bf xg xa bf xg x中c为一个常数。三 . 柯西中值定理设函数 f (x)和g(x)满足：（1）在闭区间 a,b上皆连续；（2）在开区间 (a,b)内皆可导；

12、且 g() 0则存在()使得 f (b) f (a)f ' ( )x a,bg(b) g( a)(ab)g' ( )（注：柯西中值定理为拉格朗日中值定理的推广，特殊情形g(x) = x 时，柯西中值定理就是拉格朗日中值定理。 ）四.泰勒公式（估值 求极限（麦克劳林） ）定理 1（皮亚诺余项的 n 阶泰勒公式）设f (x)在 0 x 处有 n 阶导数，则有公式， 称为皮亚诺余项定理 2（拉格朗日余项的 n 阶泰勒公式）设f (x)在包含 0 x 的区间 (a,b)内有 n +1阶导数，在 a,b上有 n阶连续导数，则对 xa,b，有公式，,称为拉格朗日余项上面展开式称为以 0(

13、x) 为中心的 n 阶泰勒公式。当 x0 =0 时，也称为 n阶麦克劳林公式。常用公式 (前8个)五导数的应用一基本知识设函数 f (x)在 x0 处可导，且 x0 为f (x)的一个极值点，则f ' ( x0 )0。我们称 x 满足 f ' ( x0 ) 0的 x0 称为 f ( x) 的驻点，可导函数的极值点一定是驻点，反之不然。极值点只能是驻点或不可导点，所以只要从这两种点中进一步去判断。极值点判断方法1. 第一充分条件f (x) 在 x0 的邻域内可导，且 f (x0 )0 ，则若当 xx0 时 ,f(x) 0，当x x0 时， f(x) 0 ，则 x0 为极大值点；

14、若当 xx0 时， f ( x)0，当 xx0时， f ( x) 0，则 x0 为极小值点；若在x0 的两侧 f (x) 不变号，则 x0 不是极值点.2.第二充分条件f (x) 在 x0 处二阶可导，且 f ( x0 ) 0 ， f( x0 )0 ，则若 f ( x0 )0 ，则 x0 为极大值点；若f ( x0 ) 0 ，则 x0 为极小值点 .3.泰勒公式判别法（用的比较少，可以自行百度）二.凹凸性与拐点1凹凸的定义设f (x)在区间 I 上连续，若对任意不同的两点1 2 x , x ，恒有则称 f (x) 在I 上是凸（凹）的。在几何上，曲线 y = f (x) 上任意两点的割线在曲线

15、下（上）面，则y = f (x)是凸（凹）的。如果曲线 y = f (x)有切线的话，每一点的切线都在曲线之上 （下）则y = f (x) 是凸（凹）的。2拐点的定义曲线上凹与凸的分界点，称为曲线的拐点。3凹凸性的判别和拐点的求法设函数 f (x)在(a ,b)内具有二阶导数f ' '( x) ，如果在 (a,b)内的每一点 x，恒有 f ''( x) > 0 ，则曲线 y = f (x)在 (a,b)内是凹的；如果在 (a,b)内的每一点 x，恒有 f ''( x) < 0 ，则曲线 y = f (x)在(a,b)内是凸的。求曲线

16、y = f (x)的拐点的方法步骤是：第一步：求出二阶导数f ''(x) ；第二步：求出使二阶导数等于零或二阶导数不存在的点x1, x2 ,.xk；第三步：对于以上的连续点，检验各点两边二阶导数的符号，如果符号不同，该点就是拐点的横坐标；第四步：求出拐点的纵坐标。三渐近线的求法四曲率第四章不定积分一基本积分表：tgxdxln cosxCdx2ctgxdxln sin xCcos2 xsec xdxtgxCdxcsc2 xdxctgxCsecxdxln secxtgxCsin 2 xcscxdxln cscxctgx Csecx tgxdxsecxCdx1 arctg x Ccs

17、c x ctgxdxcscxCa22xxaaax dxaCdx1xaCln ax2a22alnaxshxdxchxCa2dx1 ln axCchxdxshxCx22aaxdxxCdxln( xx2a2)Ca2x2arcsinx2a2a2sin n xdx2cosn xdxI n00x2a 2 dxxx2a22x2a2 dxxx2a22a2x2 dxxa2x22n 1 I n 2na2ln( xx2a2 )C2a2ln xx2a2C2a2arcsinxC2a二换元积分法和分部积分法换元积分法（1）第一类换元法（凑微分） ：f ( x)( x)dxf (u)duu( x)（2）第二类换元法（变量代

18、换） ：f ( x)dxf (t )(t )dtt1( x)分部积分法udvuvvdu使用分部积分法时被积函数中谁看作u(x) 谁看作 v' (x) 有一定规律。记住口诀，反对幂指三为 u(x) ，靠前就为 u(x) ，例如 ex arcsin xdx ，应该是 arcsin x 为 u(x) ，因为反三角函数排在指数函数之前，同理可以推出其他。三有理函数积分P ( x)有理函数：f ( x)Q( x)简单有理函数：，其中 P( x)和 Q( x) 是多项式。P( x),P( x)f ( x)xf ( x)211 x f ( x)P( x)b)( x a)( x f ( x)P( x)

19、a )2b( x1、“拆；”2、变量代换（三角代换、倒代换、根式代换等）.第五章定积分一概念与性质bnf ( x)dx limf ( i ) xi1、定义： a0 i 12、性质：（10 条）( 3 )3.基本定理x， 则( x)f (x)变上限积分：设( x)f (t) dt推 广 ：ad( x)(x)f ( x)( x)dxf (t)dt f ( x)( x)NL 公式：若 F (x) 为 f ( x) 的一个原函数，则bf ( x) dxF (b)F ( a)a4.定积分的换元积分法和分部积分法二定积分的特殊性质第六章定积分的应用一 平面图形的面积b1.直角坐标：A f 2 ( x )

20、f1 ( x ) dxa2.极坐标： A122()12 ( ) d2二 体积1. 旋转体体积：a)曲边梯形 yf ( x ), xa, xb, x 轴，绕 xVxbf 2 ( x )dxab)曲边梯形 yf ( x), xa, xb, x 轴，绕 y轴旋转而成的旋转体的体积：轴旋转而成的旋转体的体积：Vyb2 xf ( x) dx（柱壳法）a三.弧长1. 直角坐标：2.参数方程：sbf( x )2 dx1as( t )2( t )2 dt极坐标： s( ) 2( ) 2 d第七章微分方程一概念1.微分方程：表示未知函数、未知函数的导数及自变量之间关系的方程.阶：微分方程中所出现的未知函数的最高阶导数的阶数.2.解：使微分方程成为恒等式的函数.通解：方程的解中含有任意的常数，且常数的个数与微分方程的阶数相同 .特解：确定了通解中的任意常数后得到的解.(1). 变量可分离的方程g( y)dyf ( x)dx ，两边积分g( y)dyf (x)dx(2). 齐次型方程dy( y ) ，设uy，则dyux du ；dxxdx( x )或 dyy，设(3). 一阶线性微分方程vx