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文档简介
1、高等数学部分 第一章:函数极限连续一、重要概念、公式(一) 函数的性质(单调性、周期性、奇偶性、有界性)(1)单调性:对于函数,如果对,有或(),则是单调增加(单调减少)。注:1对可导函数,常通过判定:单增, 单减;2函数不具体的非可导函数,必用定义。(2)周期性:对于,如果存在常数,使,则为周期函数。注:常见函数周期: 和,周期为;和,周期为如以为周期,则以为周期;如以为周期且可导,则以为周期,反之不真,即如为周期函数,其原函数不一定是周期函数,如。周期函数不一定可导如以为周期,则以为周期,则(3)奇偶性:对于,如果,则偶函数;如果,则奇函数 注:讨论奇偶性必注意区间对称性及与的关系; (偶
2、)奇,(奇)偶;偶函数的原函数不一定是奇数,但奇函数的原函数是偶函数;奇奇奇(不等),偶偶偶,奇偶不定奇奇偶, 偶偶偶,奇偶奇(偶0)(4)有界性:对于,如果存在,使,则称有界,有上界; 有下界注:有界 既有上界又有下界;常见函数的有界性:,; 闭区间上的连续函数一定有界; 极限存在必局部有界,指点的附近。(二)复合函数、反函数、分段函数1、复合函数:假设,则是由,复合而成的复合函数。注:的值域与的定义域的关系:仅当的值域包含在的定义域内时才可复合。例:,仅当时,才可复合。2、反函数: 由求,即得反函数注:单调连续反函数,其单调性相同;单调可导函数的反函数必可导。单调可导函数的反函数凹凸性不定
3、,单调增加的不同。单调减少的一致3、分段函数:在定义域内函数表达式不同。注:与,分段点;, 分段点 ;,分段点 ;整数的点 带极限的函数(三)极限定义及左极限、右极限与极限的关系1、定义: , 注:(1) 的方式是任意的: 表示是为了确定函数关系;表示是为了确定函数关系;(2) 表示当非常小时,也非常小;(3) 当足够大时,与的差足够小2、极限与左、右极限的关系: 左极限右极限 极限存在(1) 在分段函数分段点的极限必用此结论;(2) , 3、存在 ,为任何以为极限的数列注:此结论常用在证明极限不存在。(四)极限的性质1、保号性 (1) ,则在的某一邻域内,(2) ,则在的某一邻域内,2、局部
4、有界性 如果存在,则在附近,有界3、唯一性极限存在必唯一(五)无穷大无穷小1、定义(1)如果,则称在中为无穷小量注:无穷小是一个变量,并不是很小的数一个函数是否为无穷小,与自变量的变化趋势有关 例:时,为无穷小时,不为无穷小(2)如果对存在,时,有成立,则当时为无穷大。注:1 无穷大一定无界,但无界无穷大 无穷大具有一致性 2时无穷小的倒数为无穷大,无穷大的倒数为无穷小。2、性质(1)有限个无穷小的代数和仍是无穷小(2)有界函数与无穷小的乘积是无穷小(3)有限个无穷小的乘积是无穷小3、无穷小的阶及等价无穷小的应用定理(1)设在自变量的某变化过程中,都是无穷小1 如则称是的高阶无穷小,记作2 如
5、则称是的低阶无穷小 3如则与是同阶无穷小 4如则与是等价无穷小5如则称是的k阶无穷小(2)等价定理如果则(3)无穷小与极限的关系注:此结论常用在求极限或证明题中。4、常用的等价无穷小当时注:(1)等价无穷小代换只能用在乘除的情况下(2)无穷小阶的讨论常用等价无穷小代换或泰勒展开式(3)如果是的阶无穷小是的阶无穷小则是的阶无穷小(4)一般地,如果是的阶无穷小,则是的阶无穷小,是的阶无穷小;反之,如是的阶无穷小,推不出是的阶的结论。(六)极限运算法则及存在条件如果与存在,则注:1、条件的存在性2、3、(七)极限存在的两个准则及适用范围1、双边夹法则如果满足且,则对于函数,如果且则注:多项和形式的极
6、限一般用双边夹法则。2、单调有界数列必有极限注:(1)己知递推公式求极限必用此结论(2)(八)连续定义及运算法则1、定义(1)设在的某一邻域内有定义,如果连续如果右连续 左连续注:() 函数在连续既左连续又右连续() 函数不具体或分段函数的分段点必用定义(2)不连续点称为间断点间断点包括:1无定义点; 2有定义但不存在的点3存在但(3)间断点的分类第一类左右极限都存在的间断点1左右跳跃2左右可去间断点第二类左右极限至少有一个不存在的间断点2、运算性质(1)如果都在处连续,则1也连续; 2; 3也连续(2)如果函数在区间上单调且连续,则其反函数也在相应区间上单调且连续(3)设函数,当时,极限存在
7、且等于,即,而函数在连续,则复合函数当时的极限也存在,且等于,即(4)设函数在点连续且而在点连续,则在点也连续。(5)初等函数在其定义域内都连续如为初等函数,为其定义域内一点, 则(6)如在上连续,则,在内连续(九)闭区间上连续函数的性质1、 闭区间上的连续函数一定有最大值和最小值2、闭区间上的连续函数一定有界3、闭区间上的连续函数必取得介于最大值、最小值之间的任何值注:1闭区间2连续是充分条第二章:导数与微分(610)(一)基本概念1、定义1:设函数在点的某邻域内有定义,如果存在,则称在点处可导,并称此极限为函数在点处的导数,记为,即,或,注意:结构的一致性;的方式的任意性定义2:左导数 右
8、导数 定义3:导函数2、左导数、右导数、导数的关系左导数右导数 导数注:(1)分段函数分段点的可导性,必用上述结论(2)在不可导,如,则在处可导(3)函数不具体,必用导数定义(4)(5) (奇)偶(偶)奇(周期)周期(6)单调,不一定单调3、导数的几何意义:表示在点切线斜率(1)切线方程(2)法线方程:4、可导与连续的关系: 可导必连续,但连续不一定可导。5、高阶导数:(1)定义:二阶及二阶以上的导数(2)公式:6、微分(二)导数的运算法则1、设, 都可导,则(1); (2);(3)2、反函数的导数:设是的反函数,且单调可导,则也单调可导,且3、复合函数的导数:如果在点可导,而在可导,则复合函
9、数在点可导,且其导函数为4、常见公式:5、隐函数求导法6、由参数方程所确定函数的导数:, , 第三章: 中值定理与导数应用(1518)一、(一)罗尔定理如果在上连续,在内可导,且,则在内至少存在一点,使(二)拉格朗日中值定理:如果在闭区间上连续,在开区间内可导,则在内至少存在一点,使结构2条件是充分条件,条件缺一不可3.(三)柯西定理:如果在闭区间上连续,在开区间内可导,且在内每一点均不为零,那么在内至少有一点,使结构2.条件是充分条件,条件缺一不可(四)泰勒定理如果在含有的某个开区间内具有直到阶导数,则当时其中注:1.常见的泰勒展开式 (五)导数的应用1、极值:设函数在区间内有定义,是内一个
10、点,如果存在点的一个去心邻域,对于这去心邻域内任何点都有则称为极大(小)值2、单调区间:使函数保持单调性的区间3、驻点:的点4、最大值,最小值与极值的关系:最值是整体概念,极值是局部概念;最值可在边界取得,但极值只能在内部取得5、凹凸性的定义6、拐点:连续曲线上凹与凸的分界点7、渐近线(六)基本定理1、单调性的判定定理:设函数在上连续在内可导(1)如果在内,则在上单调增加(2)如果在内,则在上单调减少2、极值存在的必要条件:函数在点处可导,且在处取得极值,则3、第一充分条件:设在点的一个邻域内可导且(1)如果当时;当时则在处取得极大值(2)如果当时,当时,则在处取得极小值(3)如果在两侧,符号
11、不变,则在处不取极值注:不存在的点或不易求的点常用此定理4、第二充分条件:设在处具有二阶导数,且则(1)当时,取极大值;(2)当时,取极小值。注:1驻点2二阶导函数易求5、函数凹凸性的判定定理:在上连续,在内具有二阶导数(1)若,则在上是凹的(2)若,则在上是凸的6、曲率的计算公式:第四章:不定积分(48)一、(一)原函数和不定积分定义1、原函数:,则是的一个原函数注(1)连续函数一定存在原函数:(2)原函数如存在一定有无穷多个(3)同一函数的原函数相差一个常数2、不定积分:全体原函数(二)不定积分的基本积分公式和性质1、公式2、性质(1) (2)(三)不定积分的换元积分法和分部积分法1、换元
12、积分法(1)第一换元(凑微分)注1、 2、 3、 4、5、6、 7、 8、 9、 10、(2)第二换元积分法 被积函数含;如果分母的次数比分子高的多,则用倒代换2、分部积分法 注:(1)运用分部积分法,关键是适当选取和其原则:比易求(2);第五章:定积分(1518)一、重要概念、公式(一)定积分的定义及几何意义1、 2、几何解释注:,只与积分区间和被积函数有关,而与自变量用哪个字母表示无关.3、定积分的存在性:如果在上连续,或有界且只有有限个第一类间断点,则存在.(二)定积分的性质1、被积函数代数和的定积分等于定积分的代数和;2、被积函数的非零常数因子可以提到积分号外;3、定积分具有区间可加性
13、;4、如果,则; 5、如果在上连续,且分别为其最小值、最大值,则; 6、;7、定积分中值定理:如果上连续,则在内至少存在一点,使;(三)定积分的换元积分法和分部积分法1、可变限函数求导:如果在相应区间上连续,可导,则。注:连续函数一定存在原函数如连续,则即为其原函数2、牛顿莱布尼兹公式如果函数是连续函数在上的一个原函数,则:注:此公式说明要求定积分两步:(1)求原函数;(2)代公式3、换元积分法如果函数在区间上连续,函数满足:(1);(2)在或上具有单调连续导数且其值域,则注:(1)定积分的换元积分法换元必换限,换后接着算。下限对应下限,上限对应上限(2)条件,单调可导4、分部积分法注:边运算
14、边代值(四)常用公式1、2、如果为周期为的周期函数,则,3、 4、5、6、积分不等式平方的积分结构(五)定积分的应用1、平面图形面积:;2、旋转体的体积:;3、平面曲线的弧长:(1);(2);(3);4、变力作功5、静液压力6、引力7、平均值(六)广义积分(1)无穷区间;(2)无界函数第六章:空间解析几何(26)一、重要考点1、向量的运算:2 求曲面方程:其步骤为(1)在曲面上任取一点(2)由此点所满足的条件建立方程3、求平面方程(1)4求直线方程:第七章:多元函数微分学(814)一、重要概念、公式多元函数的偏导数及复合函数偏导数、隐函数求导法1、偏导数:设函数在点的某一邻域内有定义,如果极限
15、存在,则称此极限为在点处对的偏导数,记作:注:(1)分段函数分段点的偏导数必用定义;(2)偏导与连续之间无关;(3)为一整体符号;(4)从几何上解释为曲面与的交线在处的切线与轴夹角正切。2、高阶偏导数:若函数的二阶混合偏导数和都在点连续,则注意:条件高阶偏导连续相等。3、全微分:(1)如果函数在点处的全增量可表示为,其中不依赖于,则称处可微,此时叫作在点处的全微分,记作,即;注:全微分是自变量与的线性函数;全微分与全增量之差,当时,是比高阶无穷小;可微连续;可微偏导,连续、偏导是可微的必要条件、(2)必要条件:若函数在点处可微,即在点的全增量可表示成,则,都存在。且(3)充分条件:若函数的两个
16、偏导数在点处连续,则函数在点处可微。4、复合函数微分法:如果在对应点处可微,且的偏导数都存在,则复合函数在点对的偏导数存在,且;设具有连续偏导数,也具有连续偏导数,则复合函数在点处的全微分为:;全微分的运算公式:; (c为常数) ;。5、隐函数及其微分法(三)偏导数的应用1、空间曲线的切线与法平面:(1)曲线:,其中,都是可导函数,且不全为0,则切线方程为:,法平面方程为:;(2)曲线: 切线方程为:,法平面方程为:;(3)曲线:切线方程为:,法平面方程为:2、空间曲面的切平面与法线:(1)曲面方程:切平面方程为:,法线方程为:,法线的方向余弦为:;(2)曲面方程:,则切平面方程为:,法线方程
17、为:(四)多元函数的极值、方向导数、梯度1、定义:设在点的某一邻域内有定义,对于该邻域内异于的点,如果恒有,则称为的极大值,为的极大值点,否则极小值;2、极值存在的必要条件:如果函数在点取得极值,且都存在,则必有,满足的点(驻点):可能极值点,包括驻点和偏导数不存在的点注:在内为常数3、极值的充分条件:设函数在点的某一邻域内具有二阶连续偏导数,且,,记:(1)如,则为的极值,极大,极小;(2)如,不是极值;(3)如,不确定。4、方向导数、梯度:1)方向导数:设在点及其邻域内有定义,如果极限存在,则称函数在点沿方向可导,并称此极限值为函数在点处沿方向的方向导数,记作:注:方向导数与偏导数的关系(
18、2)梯度:设,则注:梯度方向即为变化率最大的方向(3)方向导数计算公式:如果函数在点可微,则函数在点处沿任一方向的方向导数存在,且,其中是的方向余弦。沿方向的方向导数为:;(4)梯度的性质:;第八章:重积分(610)一、重要概念、公式 (一)、性质: (1); (2); (3); (4); (5)在上如,则,;(6)如果在上的最大、小值分别为,则:; (7)(二重积分中值定理)设在有界闭区域上连续,则至少存在一点,使2、公式:(1)如果关于为奇函数,积分域关于轴对称,则:(2)如果关于为偶函数,积分域关于轴对称(表示位于轴上方的部分),则: (注:平面域关于轴对称)(3)连续函数关于为奇函数,
19、积分域关于面对称,则:(4)连续函数关于为偶函数,积分域关于面对称,表示的位于面上方的部分,则: (注:立体关于坐标面对称)(5)如果关于对称,则:(6)中地位同地位同(一) 计算1、二重积分的计算: (1)如, 则 (2), 则 2、三重积分的计算(1),则(2),则(3),则(三)应用1、体积公式:2、曲面面积:(1)曲面的方程为:,;(2)曲面的方程为:, ;(3)曲面的方程为:,。3、质量:(1); (2)4、重心坐标:(1)平面薄板:, ;(2)立体:, (注意步调一致)5、转动惯量:(1)平面薄板:, , ;(2)立体:, , ,。6、引力:质量为的质点位于处,物体占有空间域,其密
20、度为,设物体对质点引力为:,则:, , .CH9线积分 面积分(610)一、 重要概念、公式(一)曲线积分1、对弧长的曲线积分 曲线段的长度:,; 曲线段的质量: , ; 曲线的重心坐标:, , ; 转动惯量:平面:; 空间:2、对坐标的曲线积分(1)定义:(2)性质:;(3)计算: 起点, 终点,则;,: 起 , 终点,则;: 起点,终点,则 ; 空间曲线,起点,终点,则注:对坐标的曲线积分:起点下限,终点上限3、两种曲线积分之间的关系:, 曲线切向量的方向余弦,4、格林公式:设函数在域及其边界上具有一阶连续偏导数,则 ,取正向注:(1)具有一阶连续偏导数;(2)的位置:,;(3)为闭曲线且
21、为正向;(4)曲线较复杂,但其趋势区域规则,常采用加一减一,加二减二方式求解5、平面曲线积分与路径无关的等价命题(1)在内与路径无关;(2), 为内任一分段光滑闭曲线;(3);(4)存在,使,且注:如果, 包围同一瑕点,则: 6、空间曲线积分:与路径无关 ,注:力 沿作功:(二)曲面积分1、对面积的曲面积分(1)定义:;(2)性质; (3)计算公式: ;: ;: (4)应用: 曲面的质量:; 曲面的重心坐标:,为 曲面的转动惯量:,=2、对坐标的曲面积分(1)定义:;(2)性质:;(3)计算:,投影域,则;,投影域,则;,投影域,则注:1、与法向量与相应坐标轴的夹角有关:锐角,钝角负2、负侧正
22、侧 法向量的指向3、两种曲面积分之间的关系:,其中为曲面的法向量的方向余弦4、高斯公式: 设在空间闭域上具有一阶连续偏导数,则 ,其中是的边界曲面外侧 注:一阶连续偏导;外侧;闭曲面5、斯托克斯定理:设函数在包含曲面的空间域内具有一阶连续偏导数,设为曲面的边界曲线,则6、流体流过曲面的流量:7、梯度、散度、旋度:设,则梯度:;,则散度:,旋度:第十章:级数(810)一、重要概念、公式(一)数项级数1、绝对收敛,条件收敛注:收敛,则称绝对收敛;收敛,发散,则称条件收敛2、性质:(1)若收敛,其和为为常数,则 也收敛,且其和为 (2)若级数分别收敛于 和 ,则也收敛,且收敛于注: 如一发散,一收敛
23、,则其代数和发散; 如两发散,则结论不一定(3)在级数前面增加、减少或改变有限项,并不影响其敛散性,但级数收敛时,仅可能改变其和(4)收敛级数的各项按原次序分组加括号所得新级数仍收敛,且其和不变注: 一个级数加括号所得新级数收敛,并不能说明原级数是否收敛; 但加括号发散,原级数一定发散(5)若级数收敛,则 注:若,则发散3、定理及审敛法(1)正项级数收敛 部分和数列 有界;(2)比较审敛法: 设都是正项级数:、若从某项起,有 且 收敛,则也收敛;、若从某项起,有且发散,则也发散 设是两个正项级数,且,则同敛散注:对于正项级数可利用等价无穷小代换,只能用在(正项或负项)级数(3)比值审敛法:设有
24、正项级数,若,则: 当时,级数收敛; 时,级数发散注:含或的乘积形式(4)根值审敛法:设有正项级数,若,则:时,级数收敛; 时,级数发散注:含以为指数的因子(5)交错级数审敛法:若交错级数满足:; ,则该交错级数收敛,且其和,其余项的绝对值(6)绝对收敛定理:若收敛,则也收敛注: 改变绝对收敛级数项的次序所得的新级数仍绝对收敛,且与原级数有相同的和; 设级数都绝对收敛,它们的和分别为 和 ,则它们逐项相乘后,依任意方式排列所得级数仍绝对收敛,且其积为 4、公式:(1):时收敛,时发散;(2):时收敛,时发散; (3):时收敛,时发散;(二)函数项级数1、基本概念:(1)定义:(2)和函数:(3
25、)幂级数:敛半径,收敛区间(4)泰勒级数:如果存在各阶导数,则称为泰勒级数2、定理公式:(1)阿贝尔引理:若幂级数:当时收敛,则对的,;当发散,则对的,发散注:收敛点是连成一片的(2)设是幂级数的收敛半径,且: 当时,;时,; 时,(3)幂级数的分析运算性质:设幂级数,其收敛半径为,则: 和函数在内连续;和函数在内可导,且;和函数在内任何区间上可积,且注:逐项求导,逐项积分并不改变收敛半径,但可改变端点的敛散性(4)几个重要的麦克劳林展开式: ; ; ; ;(5)泰勒定理:设在点的某个邻域内具有任意阶导数,则在处的泰勒级数在该邻域内收敛于的充要条件是:当时,在点的泰勒级数余项注:在点的幂级数展
26、开式(三)付立叶级数1、基本概念(1)三角级数:形如 (2)正交:对于在上有定义,如果,则称正交(3)付立叶系数:是周期为的周期函数:则,在上以为周期:,在上:,(4)付立叶级数:以付立叶系数构成的三角级数 付立叶级数(4)正弦级数、余弦级数(奇偶延拓)只含正弦项的级数 正弦级数; 只含余弦项的级数 余弦级数注:奇延拓正弦 即:奇函数正弦 偶延拓余弦 偶函数余弦2、定理如在上满足:(1)连续或只有有限个第一类间断点;(2)至多有有限个极值点,则的付立叶级数在上收敛,且:为的连续点,为的间断点,为的端点,,第十一章:微分方程(812)一、重要概念、公式1、如果、是二阶线性齐次方程:的两个解,则也
27、是它的解,其中是任意常数;2、如果是的两个线性无关的解,则就是该方程的通解;3、如果是二阶非齐次线性方程:的一个特解,而是它对应的齐次方程的通解,则是该非齐次方程的通解;4、如果是的解,是的解,则的解线性代数CH1行列式(46)一、重要概念、公式行与列互换,其值不变;行列式的两行或两列互换,行列式改变符号;行列式中某行(列)的公因子可提到行列式的外面,若以一个数乘行列式等于用该数乘行列式的任意一行(列);行列式中若有两行(列)成比例,则该行列式为零;若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式等于两行列式之和:把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,
28、行列式不变3、几个公式:(1)范得蒙行列式:特点:从第一行至第行按升幂排列;项积;(2)设为阶矩阵,为阶矩阵,为阶矩阵,则:,;,但;,为元素的代数余子式;, (注意符号)余子式:CH2矩阵(812)一、重要概念、公式1、矩阵的运算:(1)加减同型:;(2)乘法:2、矩阵的逆运算:相等;3、伴随矩阵:对称阵、反对称阵;4、矩阵的初等变换,矩阵的秩:等价矩阵:,互逆(同型号, 秩等)5、分块矩阵及运算;6、常用公式:(1);(2),;(3);(4),;(5),;(6)7、分块矩阵:(1)已知为分块对角矩阵,为可逆方阵,则;(2)若,则;(3)若且,则;(4)若A=,则8、为同阶方阵,则;若为可逆
29、矩阵,则,注:(1);(2)分块矩阵的运算:加法减法:分法一致,对应块加减;乘法:当的列分法与的行分法一致时才能相乘若,则,9、初等变换不改变矩阵的秩:,CH3向量一、重要概念、公式1、向量组的线性相关、线性无关;2、向量组的极大无关组,向量组的秩:如果向量组中有个向量线性无关,而中任意个向量(如果有)相关,则称为极大无关组,秩;3、如和互相线性表示,则称与等价;4、向量组的秩和矩阵的秩:矩阵的秩等于向量组的秩也等于列向量组的秩;5、向量空间、子空间、基底、维数及坐标的概念:设是维向量的集合,非空,且对于加法及数乘封闭;6、维向量空间的基变换和坐标变换,过渡矩阵:设和是维向量空间的两个基,且,
30、则称上式为基变换公式,为从基到的过渡矩阵;如果在的坐标为,在的坐标为,则;7、向量的内积;8、线性无关向量组的正交规范化,标准正交基(阶正交矩阵的个行(列)向量)施密特:若线性无关,则,9、正交矩阵及其性质:10、基本定理:(1)向量组线性相关的充要条件是:其中至少有一个向量可由其余个向量线性表示;(2)如向量组线性无关,而向量组线性相关,则可由线性表示,且表示法唯一;(3)若向量组线性相关,则也相关;(4)向量组线性相关,向量组线性无关;(5)若向量组线性无关,则将其每个向量添加分量后所组成的向量组也线性无关;(6)设向量组线性无关且可由向量组线性表示,则。任意两个线性无关的等价向量组所含向
31、量个数相等。正交向量组,必线性无关。(7)向量组的秩与该向量组所构成的矩阵的秩相等;(8)矩阵的行秩与列秩相等,都等于矩阵的秩;(9);(10);(11)如果、为可逆矩阵,则;(12);(13)注:个维向量必线性相关;个维向量线性无关CH4方程组一、重要概念、公式1、齐次线性方程组有非0解的充要条件及非齐次线性方程组有解的充要条件:(1)(2)2、齐次线性方程组的基础解系、通解、解空间基础解系(1)通解 3非齐次线性方程组解的结构不一定为。仅当非齐次通解=齐次通解+非齐次的一个特解CH5特征值和特征向量(1012)一、重要概念、公式1、特征值、特征向量的定义:设为阶矩阵,如果存在数和维非零列向
32、量,使,则称为的特征值,称为的对应于特征值的特征向量2、特征方程:3、相似矩阵:对于、,如果存在可逆阵,使,则称和相似4、矩阵的相似对角化:对阶方阵,求相似变换,使,为对角阵的过程称为的相似对角化合同:若,则称合同,可逆5、主要定理:(1) 阶方阵有个特征值,它们的和等于的主对角线元素之和,它们的乘积等于的行列式;(2) 如果是方阵的特征值,是与之对应的特征向量,则互不相等时,线性无关;(3) 如果阶方阵与相似,则与有相同的特征多项式,从而有相同的特征值,有相同的迹;(4) 如果阶方阵与对角阵相似,则的主对角线元素就是的个特征值;(5)可相似对角化的充要条件是有个线性无关的特征向量;(6) 如
33、果阶方阵的个特征值互不相等,则与对角阵相似,即可相似对角化;(7) 实对称矩阵的特征值全为实数;(8) 实对称矩阵的不同特征值对应的特征向量正交;(9) 对阶实对称矩陈,必存在正交阵,使,其中为以的个特征值为主对角线元素的对角阵;(10)如为的特征值,则为的特征值注: 相似矩阵有相同的特征值; 迹同; 相似,合同,等价矩阵的秩相等CH6二次型(48)一、重要概念、公式1、理解二次型与对称阵的关系:含有个变量的二次齐次函数:,或 ;2、二次型的秩及标准形:二次型的矩阵的秩称为二次型的秩,二次型经可逆变换化为 标准型;3、惯性定理:设二次型的秩为,两个可逆变换,都化二次型为标准型,;的正负个数相等
34、4、正定及其判别法:设二次型,如果对任意非向量都有,如果为正交阵,则称为正交变换 合同矩阵有相同的规范型概率与数理统计第一章:随机事件及其概率一、重要概念、公式1、古典概型及古典概率古典概型的特点:(1)基本事件个数是有限的;(2)每个基本事件发生是等可能的。古典概率定义:在古典概型中有个基本事件,而事件包含其中的个,则发生的概率:2、几何概型及几何概率几何概型的特点:(1)基本事件个数是无限的;(2)每个基本事件发生是等可能的。几何概率定义式:(1)若为线段,则量积为长度;(2)若为平面图形,则量积为面积;(3)若为立体图形,则量积为体积。3、事件间的关系和运算(1)包含关系:发生必导致发生
35、,则称(2)相等关系:且,则称(3)事件的和:如果事件至少有一个发生的事件,称为与的和,记为。(4)事件的积:如果事件同时发生的事件积,;如果事件同时发生或都发生的事件积,。(5)事件的差:事件发生而事件不发生的事件与的差,。注:(6)互不相容(互斥)事件:如果事件满足,则称互斥。(7)互逆事件:如果事件满足 ;,则称互逆。(8)运算规律交换律:,;结合律:,;分配律:,;对偶律:,注:,4、事件的独立性及贝努里概型(1)独立性:对,如,则独立;对,如果对任意,及,有,则独立。注:个事件独立包含个等式;个事件相互独立,则个事件两两相互独立。(2)性质:;,如果有一组相互独立,则其它各组也相互独
36、立;如中有一组相互独立,则其它各组也相互独立。(3)贝努里概型:次重复独立事件中,则事件发生次的概率(二)性质、定理1、性质(1);(2);(3)如两两互斥,则;注意:互斥的条件(4);(5)如果,则,;注意:一般的。(6)广义加法定理:注:2、定理(1)条件概率设为任意二事件,称为在事件发生的条件下发生的条件概率,记为,即注:条件;公式(2)乘法公式设为任意个事件,则(3)全概率公式完备事件组设为样本空间的一组事件,如果满足,则称为的一个完备事件组。全概率公式设为的一个完备事件组,为任意一个事件,则。注:弄清完备事件组。公式结构(项,条件概率公式)(4)贝叶斯公式设为的一个完备事件组,为任意
37、一个事件,则。第一章 一维随机变量及其分布一、重要概念、公式2、分布函数(1)定义:设为一随机变量,为任意实数,称为的分布函数,记为:,即。注:的定义域为(,);几何表示: (2)性质:;具有单调不减性;具有右连续性;3、离散型随机变量(1)定义:如果随机变量的取值为有限个,或无限可列个。(2)分布律:如果为离散型随机变量,其所有可能取值为,则称为的分布律,或表示为:(3)性质:;1;(4)分布函数已知:则(5)常见分布 两点分布: 二项分布:,注:的最可能成功次数为。 泊松分布:,记为,的最可能成功次数为几何分布:超几何分布:注:二项分布是超几何分布的极限形式,泊松分布是二项分布的极限形式。
38、4、连续型随机变量的分布密度(1)定义:是随机变量的分布函数,如果存在非负可积函数,使得对任意有成立,则称为连续型随机变量,为的分布密度。(2)性质:; 在连续点处,;(离散不一定为0);(3)分布函数:注: 如求分布函数必用定义; 如为分段函数,则必为分段函数,且其分段点一致。(4)几种常见分布 均匀分布:如果,则称在上服从均匀分布。 指数分布:,无记忆性。 正态分布:如果,则称服从参数为的正态分布,记为:性质为对称轴; 在左侧单增,右侧单减;在取最大值;为拐点。:则 ,正态分布必用此公式。:,则5、随机变量函数及其分布(1)离散型已知求的分布律。其步骤: 求的所有可能取值; 求, ;,。(
39、2)连续型,求的分布密度。 求的分布函数: 求第三章 二维随机变量及其分布一、重要概念、公式1、二维随机变量定义,表示及分类2、联合分布函数和边缘分布函数(1)设为二维随机变量,为任意实数,称为的联合分布函数,记为。注:的定义域为整个实平面:,;的几何意义(2)性质:;,;关于具有单调不减性;关于具有右连续性;注: 5条性质联合分布函数(3)边缘分布函数:,即:边缘分布函数由联合分布函数唯一确定3、二维离散型随机变量的联合分布律和边缘分布律(1)设为二维离散型随机变量,其所有可能取值为(),则称二维整标函数,为的联合分布律,或表示为:(2)性质:; 注:分布律中待定常数常用性质(3)设为二维离
40、散型随机变量,其所有可能取值为(),称()为的边缘分布律,称为的边缘分布律,分别记为和,即:,第行第列注:边缘分布律由联合分布律确定。(4)联合分布函数和边缘分布函数 4、二维连续型随机变量的分布密度和边缘分布密度(1)设为的联合分布函数,如果存在非负可积函数使得对任意,恒有,则称为二维连续型随机变量,为的联合概率密度(2)性质:;在的连续点处:;注:1、分布密度问题常考虑性质;2、两种常见分布:、均匀分布;、正态分布(3)边缘分布密度:设为二维连续型随机变量,其分布密度为,则称为的边缘分布密度,记作;称为的边缘分布密度,记作注:边缘分布密度由联合分布密度确定。(4)联合分布函数和边缘分布函数
41、:,5、条件分布律与条件分布密度(1)设为二维离散型随机变量,其联合分布律和边缘分布律分别为,称为在条件下的条件分布律,记为(),即,类似定义;(2)设为连续型随机变量,其分布密度和边缘分布密度分别为,称为在条件下的条件分布密度,记为,即:,注:二维正态分布的边缘分布为一维正态分布,且与无关:,。独立(3)条件分布函数6、随机变量的独立性(1)定义:设为二维随机变量,如,则称相互独立;(2)独立性的判定定理:离散型:独立;独立或连续型:独立;独立或如与独立,则与独立,但与不一定独立若且独立,则,7、函数的分布CH4 数字特征一、重要概念、公式(一)数字期望1、定义:(1) 设为离散型随机变量,其分布律为,如果收敛,则称为的数
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