理工大學高數(shù)上學期復習

1、高等數(shù)學第一章 函數(shù)、極限與連續(xù)一、函數(shù)1.函數(shù)分類概念分類類型分類研究函數(shù)的主要問題：初等性質(zhì)：單調(diào)性、有界性、奇偶性、周期性。分析性質(zhì)：極限、連續(xù)性、可微性、可積性2. 例題（僅限于對應）引例 ，求解 例1 ，求。解 例2 ，且，求，并寫出定義域。解 ，。例3 設滿足，其中均為常數(shù)，且，求的表達式。解 ，消掉得。小結：上述四例均強調(diào)或說體現(xiàn)“對應”，即自變量在抽象函數(shù)中的位置與具體函數(shù)中的位置相對應。抓住“對應”一點。函數(shù)問題基本解決。其他問題從略（本類題考率三年一次）。3. 習題1 設，則 1 。2 設，則（D）（A） （B）（C） （D）3 設，則（B）（A）0（B）1（C）（D）。4

2、 是（D）（A） 有界函數(shù)（B）單調(diào)函數(shù)（C）周期函數(shù)（D）偶函數(shù)5 設連續(xù)，則下列函數(shù)中為偶函數(shù)的是（D）。（A）（B）（C）（D）二、極限1內(nèi)容總結1）基本型：型，2）等價代換當時，3）重要極限（）其他極限不存在例：4）用泰勒公式求極限5）用夾逼定理和單調(diào)有界原理求極限（主要用于數(shù)列極限問題）2、例題基礎題目1（型） ；（型）；2（等價代換）；（）（注意的處理。，。）3冪指4泰勒公式（注對泰勒公式只需熟悉展開式）5夾逼定理與單調(diào)有界1） 表示取整函數(shù)解1 當時，故當時，故從而 解2 ，表示小數(shù)部分2）對于數(shù)列，已知，證明。證：由歸納法易證，又 ，即當時有下界同時，即單減，從而收斂。設，對遞

3、推式取極限得，解得，（舍）。注：為兩點遞推式，寫成連續(xù)型函數(shù)，若，則為單調(diào)數(shù)列，若，則不是單調(diào)的，據(jù)此可以調(diào)整證明目標。3、專題訓練類題目1）重要極限與冪指型極限例1例2例32）等價代換例1例2例33）反問題例1，求值解 原式，故。例2，求。解 原式，由此，有回代原式 例3，求。解 當時，故，則從而 ，由此。三、連續(xù)函數(shù)1定義：，稱在點連續(xù)。（本質(zhì)上 ）2、問題分類1）討論函數(shù)的連續(xù)性2）指出函數(shù)間斷點，且分類3）介值定理應用4）連續(xù)性應用（）3、例題例1 討論的連續(xù)性。解 當時，考查三點；（除以上三點外，函數(shù)連續(xù)）；，為第一類間斷點；是第一類間斷點（可去間斷）同法 ；，是第一類間斷點。例2

4、設，討論的間斷點及其類型。解 在點 ，為可去間斷點。在點 不存在，為第二類間斷點（無窮間斷點）。例3 設在點連續(xù)，求與的關系。解 ，于點連續(xù)，則。例4 證明，恰有三個實根證 令，則于上連續(xù)，而，由零點存在定理 ，使即方程有三個實根，又三次方程至多有三個實根，故恰有三實根。方程有根問題當與微分學結合時會很精彩。例5 設在上連續(xù)，且對都使，證明在上。證：在上連續(xù)。則有界，即，使。又，使，故又使，同理 ，使令，則有。例6 設在上連續(xù)，且，證明，使。證 設，假設，則，相加，與矛盾，即恒大于0，不可能。同理（恒）也不可能，即必有大于0的點，也有小于0的點，由連續(xù)性和介值定理，使，即。第二章一元函數(shù)微分學

5、及其應用一、導數(shù)概念的三類問題1“分析”形式問題例1 在處可導，求。解 原式例2 可導，。求。解 原式。例3 設在點可導，且，求。分析：例4 設有導數(shù)，且，求。分析：原式例5 設是周期為5的連續(xù)函數(shù)，且于的某鄰域內(nèi)滿足（*）其中是當時比高階無窮小量，且于處可導，求曲線于點的切線方程。分析：由(*)式，令（湊定義）：令，。切線方程：，。2“隱式”導數(shù)問題例1 在點連續(xù)，且，求。解 ，由分母，則（連續(xù)）則例2 設曲線在原點與相切，試求極限。解 在點兩曲線相切，。3導數(shù)物理解釋問題（速度，變化率）（相關變化率）例1 有一底半徑為Rcm，高為h的錐形容器，現(xiàn)以Acm/s的速率向容器內(nèi)注水，試求當容器內(nèi)

6、水位上升到時，水面上升的速率和液面面積的變化率。解 設坐標系如圖令，則；令，則。注：體會物理解釋，“以速率注水”，“水面上升速度“面積變化率“例2 一動點P在曲線上運動。已知P點橫坐標的速率位30cm/s。當P點運動到點時，從原點到P點的距離的變化率是多少？（設坐標軸長度單位為1cm）。解 方程兩邊對求導，得，。記，則，對求導，得，。例3 設雨滴為球狀體，若雨滴聚集水分的速率與其表面積成正比。證明雨滴半徑增加的速率為一常數(shù)。證 ,則。二、導數(shù)計算（的四個重點）重點掌握：隱函數(shù)求導（含二階導數(shù)）；分段函數(shù)求導；積分上限函數(shù)求導；參數(shù)方程所確定函數(shù)求導。1復合函數(shù)求導）例1，求。解 ；例2，求。解

7、 ，例3，求。解 法（1）方程兩邊對求導 。法（2），。2隱含數(shù)求導例1，求。解 ，兩邊對求導得整理 (1)(2)(1)兩邊對求導：，例2設，求。解 令得，方程兩邊對求導：（1）由（1）得。對（1）再求導得：（2）當時，代入（2），。3參數(shù)方程求導,.例1. ，求，。解 ，。例2且，求。解 ，。例3設是由方程組所確定的函數(shù)，求。解 ，方程兩邊對微分得從而，。將代入得。4絕對值函數(shù)與分段函數(shù)求導1設，則使存在的最高階導數(shù)解 由于因而，從而類似地可求得，以及而因而不存在。可見，存在的最高階數(shù)為。例2設在x=0可導，求之值。解 要在點連續(xù)，則，則，由于在可導，所以5、積分上限求導，。,例1，求。解

8、，；例2連續(xù) ，求。解 令，；例3設由方程確定，求（1）；（2）過點切線方程（3）。解 在，對方程求導（1）再求導 （2）將代入（1），切線，將代入得代入（2），得，6關于高階導數(shù)例1，求。解 ，。例2，求。解 例4，求。解 ，則，即。注：1. 高階導數(shù)直接用公式的已推廣到2結合泰勒公式如3，4尤其4應注意。例5、三階導數(shù)存在，求，。解 ，。三、微分中值定理與Taylor公式1內(nèi)容小結1）費馬引理：在點處取得極值，并且在處可導，那么。2）羅爾定理：滿足（1）在閉區(qū)間上連續(xù)；（2）在開區(qū)間內(nèi)可導；（3）在區(qū)間端點處的函數(shù)值相等，即，那么在內(nèi)至少有一點，使得。3）拉格朗日中值定理 滿足（1）在閉區(qū)

9、間上連續(xù)；（2）在開區(qū)間內(nèi)可導，那么在內(nèi)至少有一點，使4）柯西中值定理 滿足（1）在閉區(qū)間上連續(xù)；（2）在開區(qū)間內(nèi)可導；（3）對任一，那么在內(nèi)至少有一點，使5）泰勒中值定理 含有的某個開區(qū)間內(nèi)具有直到階的導數(shù)，則對任一，有其中?；蛘咔罢哒归_到項常用于求極限，后者余項確切常用于估計誤差。要點:中值定理：證等式（含方程有根），放縮一下也可以證不等式。泰勒公式：“建立兩點連續(xù)”，“一點在另一點展開”，“尋求函數(shù)和其導數(shù)之間的聯(lián)系。2例題1）關于羅爾定理直接法例1 設拋物線與軸有兩個交點和，又二階可導，且，同時上述兩曲線在上有一交點。證明使。證 令，則，（在點兩曲線相交），由羅爾定理，使，使，從而，使

10、，即。倒推法例2 在上連續(xù)，在可導，證明，使。分析：，。，驗證例3 設在上連續(xù)，在上可導，且，證明正整數(shù)，使。分析 。（乘一因子，使之易求原函數(shù)，考題難度合適?。┢渌?） 欲證，2） ；3）4） ；5）6） ；7）8）9）2）關于拉格朗日中值定理 例1 求極限。解 原式，介于之間例2 設在內(nèi)有界?？蓪掖嬖冢C明證 ，若，則，但矛盾，說明小注：（1）凡遇到先用一下中值定理往往有效。（2）有時要刻意構造同一類函數(shù)在兩點做差。3）關于泰勒公式問題已知一點信息例1 設二階可導，求。解 原式已知多點信息例2 設在上具有三階連續(xù)導數(shù)，且，證明，使。分析：（1）求證泰勒公式，余項三階（2），故在點展開可去

11、掉一階項（3）兩端在中點展開相減可去掉二階項（4）三階導數(shù)連續(xù)用介值定理證 相減：，若，則，由的連續(xù)性及介值定理，使，若否則可取。展開中再展開例1 設，又有，證明。證 與假設式比較 整理，令，得。四、利用導數(shù)研究函數(shù)性態(tài)1小結1）用極值定義判別極值（常用極限保號性）2）用一階導數(shù)判別極值3）用二階導數(shù)（或2n階）導數(shù)判別極值2習題例1 ，求極值點與極值。解 ，得駐點，及不可導點。如上三點充分小的鄰域內(nèi)，故是極大值。，不是極值，是極小值用一階導數(shù)，注意不可導點，畫圖，反映。例2 求所確定隱含數(shù)是極值。解 方程兩邊對求導 令得代入原方程得駐點，對（*）式再求導：。1） 將代入上式，是極大值。2）

12、將代入，是極小值。用二階導數(shù)，隱含數(shù)，對*求導直接代入，計算技巧。3單調(diào)性，凹凸性，拐點，漸近線，曲率等1）概念l 單調(diào)性判別定理：，l 凹凸性判別定理：，下凸（上凹）；，上凸（下凹）在兩邊變號，稱為拐點，特殊情況不存在。l 斜率：，。2）例題例1 求的單調(diào)區(qū)間，極值，凸性及拐點。解 定義域，令及駐點，單增。，單減，是極大值點，是極大值；得，當，為拐點。下凸區(qū)間，上凸區(qū)間。例2 依圖的特點判斷函數(shù)的圖形特征。單增區(qū)間，單減區(qū)間，：拐點，極值點，極小值，單增，是拐點，下凸區(qū)間，上凸區(qū)間，極大值，不可導點，尖點。例3 對數(shù)曲線上的那點曲率半徑最小，并求該點的曲率半徑。解 ，令得，在兩邊附近異號，由

13、負到正，故在點曲率半徑最小，此時。第三章一元函數(shù)積分學及其應用一、不定積分本節(jié)重點掌握（1）不定積分概念；（2）換元法；（3）分布積分法。1. 概念，。的原函數(shù)的一般式或全體2. 性質(zhì),或 ;,或記作 .3. 例題例1 ，求。解 ，則，。例2 設是的一個原函數(shù)，求。解 (1)(2)例3 的一個原函數(shù)滿足，求。解 ，則可導，必連續(xù)。；即，則，。；即，則，。記，則滿足，則，故二、不定積分計算1湊分法簡例例1.；例2.例3.。2拆項，補項積分例1例2例3例4例5；例6；3一般換元法注意積分中含有令，令，令例1 解 令4分布積分法例1 例2 令例3 例4 注意分母為平方項，原函數(shù)分母為一次方項，求導至

14、此，因此積分中先要營造在分子中出現(xiàn)分母的導數(shù)項，而分母的導數(shù)易求得們?yōu)椋愃瓶赏瓿上骂}。例4 三、定積分與不定積分相聯(lián)系，計算定級分，只須將原函數(shù)帶上下限即可解決問題了。因此本節(jié)只須解決或說注重一些特殊解即可，特殊問題有那些呢？1和式極限問題由定積分定義：實際和式極限問題多是采用等分區(qū)間。（例）取分點。引例：求解 原式；（注意：識，定限方法：（下限）（上限）（有界）例1 （以上為標準和式極限）。例2 ，連續(xù)。（乘積變?yōu)楹褪剑。├? （夾擠一下）計算 解 ；故 。（放大、縮小無關緊要小量）2定積分計算中的幾個特殊問題1）奇函數(shù)、偶函數(shù)在對稱區(qū)間上的積分（1）若在上連續(xù)且為偶函數(shù)，則 （2）若在上

15、連續(xù)且為奇函數(shù)，則 上述結論可推廣到關于對稱函數(shù)積分2）絕對值函數(shù)和分段函數(shù)積分：分區(qū)間去絕對值符號積之。3）注意公式例 ；4）周期函數(shù)積分5）（證：令代換即可證得，此處連續(xù)）例四、定積分與微分學相聯(lián)系問題定積分與微分學相聯(lián)系“橋梁”是積分上限函數(shù)。引入這個函數(shù)。重寫微分學討論的到問題，使問題形式新穎，豐富多彩。1、極限與連續(xù)問題例1例2例3求A為何值時，在點可導，且求。解 使在可導，則（連續(xù)）而即，2、導數(shù)例1設由方程確定，（1）求（2）求過點的切線方程（3）求。解 在，方程兩邊對求導，得（1），過點切線方程為。對（1）兩邊求導：，3中值定理例1設，均為上的連續(xù)函數(shù)，證明至少存在一點，使。證 令，則，故使，即，移項得證。4積分1，計算解 5不等式與零點例1設在上連續(xù)，且單增，證明證 令單增，即例2設在上連續(xù)，單減，設，對滿足，證明。證 記，令，則，（得證。例3設，且。證在上有且僅有一個實根。證 令，故 使，又，故實根唯一。例4若在二階導數(shù)連續(xù)，且，證明使。證明 由在上連續(xù)，必存在最大值和最小值，使，從而即由得連續(xù)性及介值定理，使，即例5在上有連續(xù)導數(shù)，且，證明證 則即例6在上連續(xù)，且，證明使證 令，0（）6、其他例1設在可積，證明（柯西許瓦茨不等式）。證，（可衍生許多題目，略去）五、定積分應用例題例1 設星形線的參數(shù)方程形式為，試求（1）它所圍的面積，（2）弧長（3）繞軸