考研高等数学总结笔记
发布时间:2024-11-07
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总结笔记
一 函数 极限 连续
§1 函数
一 函数的基本概念
D是一个非空实数集合,设有一个对应规则f,使每一个x∈D,都有一个确定
的实数 y与之对应,则称这个对应规则 f为定义在D上的一个函数关系,或称变量y是变量x的函数,记作y
f(x), x∈D.
二 函数的基本性态
1 奇偶性
(1) 定义:偶f( x)=f(x);奇 f( x)= f(x)。
(2) 导函数:奇导偶,偶导奇.
(3) 原函数:奇原偶, 偶函数的原函数有且仅有一个为奇函数, 其中
x
∫
f(x)奇 偶,
f(t)dt=
偶奇,fx()
2 有界性
(1) 定义: M>0, x∈X,有 f(x)≤M. (2) 无界: M>0, x∈X,有 f(x)>M.
(3) 无界与无穷: 无界的本质是有一个子列趋向于无穷;
无穷的本质是任意的子列趋向无穷。 (4) 常见有界的判定:设f(x)在[a,b]连续, 则f(x)在[a,b]有界.
设f(x)在(a,b)连续, 且limf(x),limf(x)存在, 则f(x)在(a,b)有界.
x→a+
x→b
3 周期性
(1) 定义:f(x+T)=f(x)
(2) 导函数:导函数还是周期函数并且周期相同 注:周期函数的原函数不一定为周期函数。
4 单调性
(1) 定义:递增(递减) 当x1<x2时,均有f(x1)<f(x2)(或f(x1)>f(x2))
≠
→ →f(x)单增(减). (2) 导函数:f'(x)>(<)0← 单增(减);f(x)≥≤f'(x)()0 ←
≠
三 各种其他的函数
1分段函数:函数关系要用两个或多于两个的数学式子来表达
2 复合函数[φ(x)]:y=f(u)与u= (x)复合而成的复合函数,u为中间变量. 3 反函数、隐函数 =
=
(1)原来的函数为y=f(x),若把y作为自变量,x作为因变量,便得一个函数
x= (y),且f[ (y)]=y,称x= (y)为y=f(x)的反函数.
(2) 隐函数: F(x, y)=0.
4 初等函数
(1) 基本初等函数:常数,幂,指数,对数,三角,反三角.
(2) 由基本初等函数经过有限的四则运算和复合所构成的函数,称为初等函数.
§2 极限
一 极限的概念
1 数列极限: limxn=a 对于 ε>0 N>0当n>N时有 xn-a<ε.
n→∞
2 函数的极限
(1) x→x0(自变量趋向于有限值的情形)
(a)limf(x)=A x→x0,f(x)→A ε>0, δ>0,当0<|x x0|<δ时,
x→x0
有|f(x) A|<ε.
(b) limf(x)=A1(左极限) x→x0 ,f(x)→A1.
x→x0
limf(x)=A2(右极限) x→x0+,f(x)→A2.
x→x0+
(c) limf(x)=A limf(x)
x→x0
x→x0
x→x0+
limf(x)A.
(2)x→∞(自变量趋向于无穷大的情形)
(a)limf(x)=A x→∞,f(x)→A ε>0, M>0,当|x|>M时,
x→∞
有|f(x) A|<ε.
(b) limf(x)=A1 x→ ∞,f(x)→A1.
x→ ∞
limf(x)=A2 x→+∞,f(x)→A2.
x→+∞
(c) limf(x)=A limf(x)
x→∞
x→ ∞
x→+∞
limf(x)A.
(3) 常见有不同极限的函数:分段函数、ex,arctanx
二 极限的性质
1 有界性: limxn=a {xn}有界;
n→∞==
limf(x)=a δ>0,0<|x x0|<δ,f(x)有界
x→x0
2 有理运算性质:
(1) 若limf(x)=A,, limg(x)=B, 则 (a) lim[f(x)±g(x)]=A±B
x→x0
x→x0
x→x0
(x)(b) limf(x)g(x)=AB (c) limfx→xx→x
g(x)
A
(B≠0). =B
(2) 推广:加减法只要其中的一个极限存在,乘除法只要其中一个极限存在且不为0,上述运算法则就成立. (3) 延伸:若lim
x→x0
f(x)
=A,则 g(x)
=
(a) limg(x)=0 limf(x)=0; (b)limf(x)0,A≠0 limg(x)0. x→xx→xx→xx→x
3 保号性:limf(x)>(<)0 δ>0,当0<|x x0|<δ,有f(x)>(<)0
x→x0
三 极限的两个存在准则
(1)单调有界定理: 若数列{xn}单调且有界==, 则{xn}有极限. (2)夹逼准则: 设在x0的领域内恒有 (x)≤f(x)≤ψ(x), 且
x→x0
lim (x)
x→x0
limψ(x)A, 则limf(x)=A.
x→x0
四 无穷小和无穷大
1 无穷大量: 若limf(x)=∞, f(x)称为x→x0的无穷大量.
x→x0
正无穷:limf(x)=+∞; 负无穷:limf(x)= ∞.
x→x0
x→x0
2 无穷小量: 若limf(x)=0, 称f(x)是x→x0时的无穷小量。
x→x0
(1) 设f(x)、g(x)都是x→x0时的无穷小量, 若且lim
x→x0
f(x)
=l, gx(a) l=0,称f(x)是比g(x)高阶的无穷小,记以f(x)=o[g(x)],
(b) l≠0,称f(x)与g(x)是同阶无穷小。
==
(c) l=1,称f(x)与g(x)是等阶无穷小,记以f(x)~g(x). (2)若f=(x),g(x)为无穷小,且lim
f(x) g(x)
k
x→x0
c≠0,称f(x)是g(x)的k阶无穷小.
(3)无穷小的性质:无穷小乘以有界为无穷小;
有限个无穷小的和(乘积)仍然为无穷小. (4) 等价无穷小的作用: 若α'~α,β'~β, 则lim
α'α=lim. β'β
(5) 如何得到加减的等价无穷小:泰勒定理.
3 无穷小和无穷大关系: 非零无穷小的倒数为无穷大; 无穷大的倒数为无穷小.
题型一:极限概念、性质和存在准则的讨论
核心点:相关定理、定理的反问题、定理减少条件后的情形
题型二 求函数的极限
步骤1:四则运算和等价无穷小
注1:四则运算特别要注意左右极限不同的情形.
注2:常见的等价无穷小 当x→0时,sinx~x,tanx~x,arcsinx~x,
1a
,()()arctanx~x,1 cosx~x2,ex 1~x,lim1+x~xx1+ 1~ax =2当x→∞时, anxn+an 1xn 1+ +a0~anxn.
步骤2:恒等变形 (1). 含u(x)v(x)的极限.
(a)若直接计算limu(x)v(x)且u(x)→1, 直接利用公式
limu(x)v(x)
exp((u(x) 1)v(x))
(b) 将u(x)v(x)写成u(x)v(x)=exp(v(x)lnu(x))求解.
(2) 有理化变形
(3) 分子、分母同时除以最大的无穷大
∞ ∞
常见的无穷比较: x→+∞,lnx<<xα(α>0)<<xβ(β>0)<<ax(a>1)
步骤3:洛必达法则和导数定义
(1) 先进行步骤1和2,然后再用第3步, 符合洛必达法则用洛比达法则; (2) 若洛必达法则无法使用, 则利用导数定义求解, 此类问题一般为抽象型问题.
步骤3’: 泰勒定理
含:sinx,cosx,(1+x)α,ln(1+x),ex可直接利用Peano形式的泰勒定理.
题型三 求数列的极限
方法1:将n换成x, 直接利用求函数极限的方法求解.
==方法2:单调有界必有极限, 应用在递推数列求极限
==
方法3:夹逼准则.
题型四 求数列连加和的极限 方法1:直接合并 方法2:夹逼准则
一般情况下只放分母不放分子, 且必须使左右两边的放缩项极限相同.
方法3:定积分定义. 若函数f(x)在区间[0,1]上可积, 则
1nilim∑f()n→∞nni1
1
∫
1n
f(x)dx, lim∑n→∞ni1 i 1
f n
∫f(x)dx
1
题型五 已知极限求未知参数
1 若是x→∞的多项式型问题,考虑多项式的最高次数.
2 若是型, 根据分子或分母极限为0得到一个参数再求解其他参数.
§3 连续
一 连续与间断
1 连续的概念
(1) 若limf(x)=f(x0),则称f(x)在点x0处连续。
x→x0
(2) 若lim则称函数f(x)在点x0处左连续;如果lim+f(x)=f(x0), f(x)=f(x0),
x→x0
x→x0
则称函数f(x)在点x0处右连续. 如果函数y=f(x)在点x0处连续,则f(x)在x0处既是左连续,又是右连续.
2 间断点的分类:非连续点limf(x)≠f(x0)
x→x0
(1) 第一类间断点: lim f(x)与lim+f(x)都存在的间断点:
x→x0
x→x0
若lim f(x)≠lim+f(x),则称x0为跳跃型间断点.
x→x0
x→x0
若lim f(x)=lim+f(x),则称x0为可去间断点.
x→x0
x→x0
(2) 第二类间断点: lim f(x)与lim+f(x)中至少有一个不存在的间断点
x→x0
x→x0
若lim f(x)与lim+f(x)中至少有一个为无穷大,则称x0为无穷型间断点.
x→x0
x→x0
当x→x0时函数值在摆动, 称为摆动型间断点.
(3) 间断点可能情形:定义域的端点、分段函数分段点.
二 连续函数的性质
1 连续函数运算的性质.
(1) 若f(x),g(x)在x0连续, 则f(x)±g(x),f(x)g(x)在x0连续,若还有条件 g(x0)≠0,则
f(x)
在在x0也连续. g(x)
(2) 若f(x)在x0连续,g(x)在f(x0)连续, 则g(f(x))在在x0连续. (3) 初等函数在定义域内都连续.
2 闭区间连续函数的性质: 闭区间[a,b]上的连续函数f(x) (1)(有界性定理)f(x)在[a,b]上有界。
(2) (最值定理) f(x)在[a,b]上有最大值和最小值.
(3)(介值定理) 设m,M为f(x)在[a,b]上的最小值最大值,则对 c(m<c<M), 至少存在一点η∈(a,b),使f(η)=c.
(4)(零点定理)若f(a) f(b)≤0,则至少存在一点ξ∈[a,b],使f(ξ)=0. 注:若f(a) f(b)<0,则至少存在一点ξ∈(a,b),使f(ξ)=0.
题型一:讨论连续性与间断点的类型 具体函数:一般利用连续与间断的定义. 抽象函数:一般利用连续函数运算性质.
c或者方程F(x)=c有根. 题型二:证明 ξ,F(ξ)=
若具体已知了某些函数值或者函数值的等式, 用零点定理; 若没有这些信息, 一般采取介值定理, 只要证明m≤c≤M.
第二章 一元函数微分学 =
§1 导数与微分
一 导数与微分的基本概念
1 导数的概念:f'(x0)
=
x→0
lim
f(x0+ x) f(x0)
x
x→x0
lim
左导数:f+'(x0)=lim
=
f(x0+ x) f(x0)
f(x) f(x0)
x x0
f(x0+ x) f(x0)
x
x→0+
x
右导数:f '(x0)=lim
x→0
导数存在 左右导数存在且相等
=
2 微分的基本概念
(1)f(x)在x0可微:f(x0+ x) f(x0)
A x+o( x)
( x→0).
f(x)在x=x0的微分df(x)x=x0=A x=Adx =(2) f(x)在x0可微 f(x)在x0可导且A=f'(x0)
df(x)
x=x0
f'(x0) xf'(x0)dx
→f(x)在x0连续. 3 可导(微)、连续关系:f'(x0)存在 f(x)在x0可微← ≠
4 导数的几何意义:切线的斜率 题型一:可导性的讨论
核心点:导数定义,特别要对于分段函数要分左右导数讨论.
二 导数与微分的计算公式
1 导数的有理运算和复合运算法则
(1) (f1±f2)'=f1'±f2' (2) (f1f2)'(3) (
f1'f2+f1f2'
f1f'f ff'
)'=12212 (4) [f1(f2(x))]'=f1'(f2(x))f2'(x) f2f2
2 微分的有理运算和形式不变性
uvdu udv(1) d(u±v)=du±dv,d(uv)=vdu+udv,d()=
vv2(2) df(u)=f'(u)du, 不管u是最终变量还是中间变量.
3 特殊函数求导法 (1) 反函数求导:x'(y)=
1y"(x)
, x''(y)= 3
y'(x)[y'(x)]
dyy'(t)d2yy"(t)x'(t) x"(t)y'(t)
(2)参数函数求导:, 2=。 =3
dxdxx'(t)[x'(t)](3)隐函数求导三大方法:直接求导、直接微分、公式法. (4)变上限函数求导:设f(x)在[a,b]上连续,则推广:
(∫
x
a
f(t)dt'=f(x).
)
(∫
φ2(x)
φ1(x)
f(t)dt'
)
′x f φx φ′x f φxφ ()22 () 1() 1()
vn(x)
4 连环相乘的对数求导法:应用在形如f(x)=u1(x)v1(x)u2(x)v2(x) un(x)
的函数
两边取对数 lnf(x)v1(x)lnu1(x)+v2(x)lnu2(x)+ +vn(x)lnun(x) =
f'(x)从而(v1(x)lnu1(x)+v2(x)lnu2(x)+ +vn(x)lnun(x))'
f(x)=
题型二:求显函数的导师
(1) 定义:讨论可导性、分段函数求导;求函数在一点的导数. =
(2) 公式:四则、复合、对数.
题型三:隐函数和参数函数求导
隐函数求导有三种方法: 一般情形下求导和求微分的方法等价.但若只要求隐函数在某点的高阶导数(或导数)一般采取直接求导得到y',y的关系, 不采取解出
y'再求导的方法而采取直接对关系式求导的方法.
三 高阶导数
(1)f′(x)在点x0处的导数称为f(x)在点x0处的二阶导数,记以f′′(x0).若f(x) dny
的n 1阶导数的导数存在,称为y=f(x)的n阶导数,记为y(x)或n.
dx
(n)
(2)运算法则:(u(x)+v(x))
(n)
=u(x)+v(x),(u(x)v(x))
(n)(n)(n)
=∑Cnku(x)(k)v(x)(n k)
k=0
n
(3) 常见函数的高阶导数:(ax)(n)=ax(lna)n,(ex)(n)=ex,
sin(ax+ )(m)
amsin(ax+ +m),
2
π
=
[(1+x)]
m
(n)
=
题型四 求高阶导数
1 直接将函数写成常见函数的加减式, 然后利用常见函数的公式求解. 2 若函数为f(x)=xkg(x),利用莱布尼茨公式求解. 3 若只求某点的高阶导数f
(n)
m(m 1) (m n+1)(1+x)m n,m≥n=
0 , m<n
(a), 利用泰勒公式f(x)
∑f
n=0
∞
(n)
(a)(x a)n
§2 中值定理和导数的应用
一 微分中值定理
1洛尔定理: 设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导
f(a)=f(b), 则存在ξ∈(a,b),使得f′(ξ)=0.
2 拉格朗日定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导, 则 存在ξ∈(a,b),使得
f(b) f(a)=f′(ξ). b a
=
推论: 若在(a,b)内可导,且f′(x)≡0,则f(x)在(a,b)内为常数。
3 柯西中值定理:设函数f(x)和g(x)在闭区间[a,b]内皆连续,在开区间(a,b)内皆可导,且g′(x)≠0,则存在ξ∈(a,b)使得
f(b) f(a)f′(ξ) (a<ξ<b)。 =
′gb gagξ二 泰勒定理(泰勒公式)
(1) Lagrange余项:设f(x)在包含x0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x∈[a,b],有公式 f(x)
f′(x0)f′′(x0)f(n)(x0)f(n+1)(ξ)2nn+1
+ + + + f(x0)+xxxxxxxx(0)(0)(0)(0)
n!1!2!n+1!
(2)皮亚诺余项: 设f(x)在x0处有n阶导数,则有
f(x)
f′(x0)f′′(x0)fn(x0)nn2
f(x0)+x x0) (x x0)+(x x0)+ +(x x0)+o ( n!1!2!
注:上面展式称为以x0为中心的n阶泰勒公式;x0=0时,也称为麦克劳林公式。 (3) ex,sinx,cosx,ln(1+x)和(1+x)等的n阶泰勒公式.
α
三 极值
1若对点x0,存在它的某一邻域, 使得其中 x(x≠x0),总有f(x)<(>)f(x0),称f(x0)为函数f(x)的一个极大(小)值,称x0为极大(小)值点. 2 必要条件: f(x0)为极小值 f′(x0)=0(驻点)或f(x)的不可导点. 3充分条件: 一阶判别法和二阶判别法
(1) x0为可能极值点, f′(x)在(x0 δ,x0)和(x0,x0+δ)异号,左边小于0右边 大于0为极大值, 反之为极小值.
(2) f(x)在x0处有二阶导数,且f′(x0)=0,f′′(x0)≠0,则当f′′(x0)<0,f(x0) 为极大值,x0为极大值点.
题型一:极值的判断与求解
1 若只知道函数的连续性, 利用极值的定义求解.
2 若已知函数可导, 先求可能的极值点, 然后再用充分条件判断. 注:极值的两个充分条件不能互相替代, 例如求隐函数的极值问题只能用二阶导数判别法.
四 最大值和最小值
1闭区间[a,b]上最值
(1) 求出f(x)在(a,b)内所有驻点,和不可导点x1, ,xk; (2) 计算f(x1), ,f(xk),f(a),f(b);
(3) 比较上面的值,最大者就是最大值M;其中最小者就是最小值m. 2 开区间(a,b)上最值
(1) 求出驻点,利用图表法划分单调区间; (2) 作出草图, 求出最值.
五 凹凸性与拐点
1若f''(x)<0称f(x)是凸的,若f''(x)>0则称f(x)是凹的. 曲线上凹与凸的分界点,称为曲线的拐点.
2 必要条件:f′′(x)=0或f′′(x)不存在。
充分条件:去心邻域二阶可导,f′′(x)在x=x0左右变号。 题型二:判断凹凸性和拐点
六 渐进线
1 垂直渐近线x=c:limf(x)=∞或limf(x)=∞.
x→c
x→c+
2 有斜率的渐近线:lim(f(x) ax+b)=0或lim(f(x) ax+b)=0,
x→+∞
x→ ∞
其中a
f(x)f(x)
,blim(f(x) ax)或alim,blim(f(x) ax)
→+∞x→+∞xx→ ∞x→ ∞xx
题型三 求渐近线方程
1 垂直渐进线: 先求可能点(定义域的端点)+ 定义判断
2 有斜率的渐近线:先求x→+∞的情形, 再求x→ ∞的情形 题型四 方程根的讨论
lim
1 写出方程对应的函数f(x).
2 求f(x)的驻点,利用图表法将函数分解成几个小的单调区间.
3 作f(x)草图, 分析各单调区间端点值(或极限值)的符号,得到根的个数 ==
题型四 中值定理的等式证明 情形一: 一个中值点、一阶导数 1 参数放在等式右边,左边为
f(b) f(a)f(b) f(a)
或的形式,直接利用拉格
b ag(b) g(a)
朗日或者柯西中值定理.
2 辅助函数法
注:特别要注意变上限函数的情形. 情形二 k阶导数一个中值点 方法:多次利用洛尔定理. 情形三 1阶导数2个中值点
1三个点,用二次Lagrange中值定理. 本情况下的中值点必定是相异的. 2 将两个参变量分离在等式的两边,与形式定g(x),h(x),利用柯西中值定理即得. 题型五 不等式的证明 情形一: 不含中值点
方法1 参数放在等式右边,左边为
f'(ξ)f'(η)h(b) h(a)
作对比,确=
g'(ξ)h'(η)g(b) g(a)
f(b) f(a)f(b) f(a)
或的形式,
b ag(b) g(a)
2013考研数学之高等数学
直接利用拉格朗日或柯西中值定理. =
方法2:辅助函数法
1 设置一个自变量,构造自变量的函数; 2 对函数求导,通过研究导数求最值,
(1) 具体而言,要么求出f'(x)=0的根设法证明其中一个根为最值点; = 要么证明f'(x)>0或f'(x)<0,得到单调性.
(2) 如果无法把f'(x)研究清楚, 就通过研究f"(x)得到f'(x)的性质. 3 将最值和要证明的值做比较 情形二: 含中值点或者maxf(n)(x)
核心点:Lagrange中值定理和泰勒定理, 在导数和高阶导数信息最多的点展开.
三 积分及其应用
§1 不定积分
一 不定积分的基本概念
1 定义:F′(x)=f(x)在区间I上成立,则称F(x)为f(x)在区间I的原函数.f(x) 在区间I中的全体原函数称为f(x)在区间I的不定积分,记为∫f(x)dx=F(x)+C. 2 充分条件:若f(x)连续则必有原函数.
sinxcosx1 x2注:sinx,cosx,,,,e等函数有原函数但原函数不能用初等函数表示.
xxlnx
2
2
3 不定积分的性质 ∫f(x)dx=F(x)+C
(1)∫F′(x)dx=F(x)+C (2) ∫f(x)dx '=f(x)
(3)∫kf(x)dx
k∫f(x)dx(k≠0) (4)∫[f(x)±g(x)]dx=∫f(x)dx±∫g(x)dx
二 第一类类换元法
1 公式:设∫f(u)du=F(u)+C,又 (x)可导,则∫f[ (x)] ′(x)dx=∫f[ (x)]d (x). 2 常用的凑微分
1
(1)dxd(ax+b) (2) sinxdx= dcosx,cosxdx=dsinx
a
1
(3)sec2xdxdtanx,secxtanxdxdsecx (4)exdxdex,axdxdax
lna
darcsinx,
1
dx2
1+x
darctanx
1
dxα+1,α≠ 11 α
(6) xdx= α+1, 特别的α=1, , 2要记处.
2 dln|x|,1= α
二 第二类类换元法
1 公式:若 (t)可导、单调且 '(t)≠0则∫f(x)dx2 常见代换模式
(1) a2 x2,令x=asint, t∈[
x= (t)
=∫f (t) '(t)dt.
ππ
,]
22
ππ(2) a2+x2, 令x=atant, t∈[
,] 22x=asect, t∈[0,)∪t∈
(,π]
22(4) f(x
或f(x
,令tππ
或t=
3 说明:第二类换元法并不局限于上面的代换模式, 其他类型的复杂 函数也可尝试此法.
三 分部积分法
1 公式:设u(x),v(x)均有连续的导数,则∫u(x)dv(x)=u(x)v(x) ∫v(x)du(x)。 ==
2 在选用分部积分法时,选取v的顺序为三角、指、幂、有理、反对数、反三角.
四 特殊函数的积分
1 有理函数积分
(1) 特型方法:除、拆.
(2) 一般情形下,低次问题才会用特型方法, 高次问题用第一类换元法. 2三角函数的积分
t=tan
(1)万能公式法:∫f(sinx,cosx)dx=
x2
∫
2t1 t22f(,)dt 2221+t1+t1+t
(2)一般情形下,式子比较简单才会用万能公式,其他用凑微分. 题型一 求解不定积分
题型二 求分段函数的不定积分 1 在各段先求出不定积分
2 分界点的连续性(少数时候用到可导性),得到一系列方程并求解.
§2 不定积分
一 定积分的基本概念
1 定义:∫f(x)dx=lim∑f(ξ) xi.
a
d→0
i=1
i
nn111i 111i
特别的:∫f(x)dx=lim∑f()或∫f(x)dx=lim∑f().
00nnnnnnn→∞i=1n→∞i=1=
1
b
n
2 充分条件:函数在[a,b]连续或函数在[a,b]有界且仅有有限个间断点. 必要条件:函数有界
3 定积分的重要性质 (1) ∫[Af(x)±Bg(x)]dx
ab
a
a
b
b
A∫f(x)dx±B∫g(x)dx.
a
a
b
c
b
a
a
c
bb
(2) (x)dx= ∫f(x)dx, ∫f ∫f(x)dx=∫f(x)dx+∫f(x)dx. (3) 若f(x)≤g(x),x∈[a,b], 则∫f(x)dx≤∫g(x)dx.特别的:
a
a
b
b
又有f(x),g(x)连续,=但两个函数不全相等,则∫f(x)dx<∫g(x)dx.
a
a
bb
(4)中值定理. 设f(x)在[a,b]上连续,则存在ξ∈(a,b)使得
∫f(x)dx=f(ξ)(b a).
a
b
(5) 定积分是一个数
题型一 定积分的概念和基本性质
二 微积分基本定理
1 设f(x)在[a,b]上连续,则推广:
(∫
x
a
f(t)dt'=f(x).
)
(∫
φ2(x)
φ1(x)
f(t)dt'
)
′x f φx φ′x。 f φxφ ()22 () 1() 1()
注: 我们只能计算被积函数为f(t)的变上限函数的导数,若为f(t,x)必须通过提取x或变量代换将积分函数化成只和t有关的函数。
2 (N—L)f(x)在[a,b]上可积,F(x)为一原函数,则∫f(x)dx=F(x)=F(b) F(a).
ba
b
a
3 不定积分与定积分的转换 (1) ∫f( (x)) '(x)dx=
ab
(b)
∫
f(u)du。
(a)
(2) ∫f(x)dx=∫f[ (t)] ′(t)dt (x= (t)在[α,β]单调, (α)=a, (β)=b);
a
bβ
α
bbb
)()()(3)∫u(x)v′(x= ∫v(x)u′(x)dx。 dxuxvx=aaa
注: 无论是哪一种换元在计算中一定要变换积分限。
题型二 关于变上限函数的求导
三 反常积分
1 无穷区间上的广义积分 (1)定义:∫
+∞a
f(x)dx=lim
b→+∞a
∫
b
f(x)dx. 若极限存在,则称广义积分∫
+∞a
+∞
a
f(x)dx是
收敛的,它的值就是极限值;若极限不存在,则称广义积分∫(2) 其他类型: ∫f(x)dx=lim
∞b
a→ ∞ac
f(x)dx是发散的.
∫f(x)dx
+∞c
b
∫
+∞
+∞
∞
f(x)dx=∫f(x)dx+∫
∞
f(x)dx=lim
a→ ∞a
∫f(x)dx+lim∫f(x)dx
b→+∞c
cb
(3)一个结论:
∫
1
收敛,p>11
=dx xp发散,≤p1
2 无界区间上的广义积分(瑕积分)
(1)定义:设f(x)在[a,b)内连续,且lim f(x)=∞,则称b为f(x)的瑕点。定义
x→b
∫
b
a
f(x)dx=lim+∫
∈→0
b ∈
a
f(x)dx. 若极限存在,则称广义积分∫f(x)dx收敛,且它的
a
ba
b
值就是极限值,若极限不存在,则称广义积分∫f(x)dx发散。 (2) 其他类型: ∫f(x)dx=lim∫
ab
b
ε→0+a+εc ∈1
f(x)dx,b为f(x)的瑕点
b
∈2→0
c+∈2
∫
b
a
f(x)dx=∫f(x)dx+∫f(x)dx=lim+∫
a
c
∈1→0
1
cb
a
f(x)dx+lim+∫
f(x)dx, c∈(a,b)为f(x)的瑕点
(3)一个结论:∫
收敛,0<p<11dx= xp发散,≥p1
三 关于积分的其他
1原函数:奇原偶, 偶函数的原函数有且仅有一个为奇函数.
π2
π
n
2
2 公式: I
∫sin
xdx
∫cos
n
xdx
n 1n 31π
,n为偶数 nn 122
n1n32 ,n为奇数 nn 13
题型二 定积分和反常积分的计算
1 对称性和周期性