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高阶导数计算
高阶导数的计算一般采用归纳法 或莱布尼茨公式等方法进行求解。 需要注意的是,在计算过程中要 遵循求导法则和运算顺序。
应用举例
高阶导数在物理学、工程学等领 域有着广泛的应用。例如,在物 理学中,加速度是速度的一阶导 数,而速度是位移的一阶导数; 在工程学中,梁的挠度是荷载的 一阶导数等。
03 一元函数积分学
VS
几何意义
函数$y = f(x)$在点$x_0$处的导数 $f'(x_0)$在几何上表示曲线$y = f(x)$在点 $(x_0, f(x_0))$处的切线的斜率。
求导法则与技巧总结
基本求导法则
包括常数的导数、幂函数的导数、指数函数的导数、对数函数的导 数、三角函数的导数、反三角函数的导数等。
求导技巧
连续性与可微性关系
连续性
函数在某一点连续意味着函数在 该点有定义,且左右极限相等并 等于函数值。连续性是函数的基 本性质之一。
可微性
函数在某一点可微意味着函数在 该点的切线斜率存在,即函数在 该点有导数。可微性反映了函数 局部变化的快慢程度。
连续性与可微性关

连续不一定可微,但可微一定连 续。即函数的连续性是可微性的 必要条件,但不是充分条件。
历史发展
微积分起源于17世纪,由牛顿和莱布尼 茨独立发展。经过数百年的完善,已成 为现代数学的重要基础。
极限思想与运算规则
极限思想
极限是微积分的基本概念,表示函数在某一点或无穷远处的变 化趋势。通过极限思想,可以研究函数的局部和全局性质。
运算规则
极限的运算包括极限的四则运算、复合函数的极限、无穷小量 与无穷大量的比较等。这些规则为求解复杂函数的极限提供了 有效方法。

高等数学微积分第一章函数及其图形(共44张PPT)

高等数学微积分第一章函数及其图形(共44张PPT)

如果A,B互相包含,即A B且B A,则称A与B相等,记为A=B。
如果把 y看作自变量,x 看作因变量,按照函数的定义就得到一个新的函数,这个新函数称为函数y=f(x)的反函数,记作 x=j(y)。
解: 要使函数有意义,必须x 0,且x2-4³0。
如果A,B互相包含,即A B且B A,则称A与B相等,记为A=B。
1
O
x
3.对数函数
指数函数y=ax的反函数叫做对数函数,记为
y=logax(a>0,a 1). 对数函数的定义域是区间(0,+ ).
单调性:
若a>1,则logax单调增加; 若0<a<1,则logax单调减少.
性质见书P34
y y=ax
1
O
y=logxax
a>1
4.三角函数
U(a)。 设>0,则称区间(a-, a+)为点a 的邻域,记作U(a, ),
即 U(a, ) ={x|a-<x<a+} ={x| |x-a|<}。
其中点 a 称为邻域的中心, 称为邻域的半径。
O a-
a+ x
去心邻域:
U
(a,)
={x
|0<|
x-a
|<}。
O a- a a+ x
左(右)邻域、M领域的概念见书中第七页。
bx
[a, b]={x|axb}称为闭区间。
[a, b]
Oa
bx
[a, b)={x|ax<b}及 (a, b]={x|a<xb}称为
半开区间。 [a, b)
Oa
bx
(a, b]
Oa
bx

大学微积分课件(PPT版)

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微分方程是包含未知函数及其导数的等式。
微分方程的解
满足微分方程的函数称为微分方程的解。
一阶微分方程
一阶线性微分方程
形如y'=f(x)y' = f(x)y'=f(x)y=f(x)的一阶微 分方程,可以通过分离变量法求解。
一阶非线性微分方程
形如y'=f(y/x)y' = f(y/x)y'=f(y/x)的一阶微 分方程,可以通过变量代换法求解。
定积分的计算
计算方法与技巧
定积分的计算是微积分中的重要技能。常用的计算方法包括换元法、分部积分法、牛顿-莱布尼兹公 式等。通过这些方法,可以将复杂的定积分转化为易于计算的形式。
反常积分
概念与计算方法
VS
反常积分分为无穷积分和瑕积分两种 类型。对于无穷积分,需要讨论其在 有限的区间上收敛的情况;对于瑕积 分,需要讨论其在某一点附近的收敛 情况。反常积分的计算方法与定积分 的计算方法类似,但需要注意收敛的 条件。
极限与连续性
极限的定义与性质
极限的定义
极限是描述函数在某点附近的变化趋势 的一种数学工具。对于函数$f(x)$,如果 当$x$趋近于$a$时,$f(x)$的值趋近于 某个确定的常数$L$,则称$L$为函数 $f(x)$在点$a$处的极限。
极限的性质
极限具有唯一性、有界性、保序性和 局部有界性等性质。这些性质有助于 我们更好地理解极限的概念和应用。
连续函数的图像
连续函数的图像是连续不断的曲线。在微积分中,我们经常需要研究连续函数的性质和 变化规律,以便更好地解决实际问题。
03
导数与微分
导数的定义与性质
要点一
导数的定义
导数是函数在某一点的变化率,表示函数在该点的切线斜 率。

微积分第一章的 ppt课件

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(4)集合的补
全集I中所有不属A于 的元素构成的集合,

称为A的补集,记A为 c,即
Ac {x| xI且xA}
微积分第一章的
(5) 集合的直积或笛卡儿(Descartes)乘积
设 有 集 A和B 合 , 则 集 合 AB{(x,y)xA,yB}
称为集合A与集合B的笛卡儿乘积(或直积)
如:R 2 (x ,y )x R ,y R
微积分第一章的
课程要求
(一)要学会自已管理自已,养成良好的学习风气. (二)教学进度较快,要逐步适应与中学不同的教学方 法.每次课都要及时预习复习,所学内容,要及时消化. ( 三)高等数学关注的重点是对定义,定理的理解,方 法的掌握和公式的记忆.(对学经管的学生来说,定理的 证明较次要,但通过定理的证明可以加深理解,开拓思路)
表示 xOy平面上全体点的集合.
同理: R 3 ( x ,y ,z )x R ,y R ,z R
表示 空间 全体点的集合.
微积分第一章的
三、区间和邻域
区间: 是指介于某两个实数之间的全体实数.
这两个实数叫做区间的端点. 有限区间
a ,b R ,且 a b .
{xaxb} 称为开区间, 记作 (a,b)
微积分第一章的
21世纪培养的各类专业技术人才,应该具有将他 所涉及的专业实际问题建立数学模型的能力,这样才 能在实际工作中发挥更大的创造性.所以为了培养学 生的定量思维能力和创造能力,就必须在数学教育中 培养学生的建模能力与数值计算含数据处理的能力, 加强在应用数学方面的教育.使学生具有应用数学知 识解决实际问题的意识和能力.
(2)集合的交
设有集A和 合B,由 A和B的所有公共元素构 集合,称 A与为 B的交,记 A为 B,即

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公式.
微积分Ⅰ
第九章
重积分
10
说明: ① 使用公式 (1) 必须是 X- 型域, 使用公式 (2) 必 须是 Y - 型域. ② 若积分区域既是 X - 型区域又是 Y- 型区域,
则有
f ( x, y ) d x d y
dx
a
d
y
y 2 ( x)
D b
x 1 ( y)
微积分Ⅰ
第九章
重积分
6
在 [a, b] 上任意取定一点 x0, 作平行于 yOz 面的平
面 x = x0, 则该平面截曲顶柱体所得的截面是一个以区 间 [ 1 (x0), 2 (x0) ] 为底、曲线 z = f (x0 , y) 为曲边的 曲边梯形.
z
z f ( x, y)
y
A( x0 )
2
R
它的底为 D {( x, y ) | 0 y R2 x 2 , 0 x R},
微积分Ⅰ
第九章
重积分
23
∴所求体积为
8
R
0
R 2 x 2 dx
R2 x 2
0
dy
8 ( R 2 x 2 )dx
0
R
16 3 R . 3
微积分Ⅰ
第九章
重积分
24
1 x
y x

1
微积分Ⅰ
第九章
重积分
21
说明: ① 计算二重积分时, 选择积分次序是比较重要的 一步, 积分次序选择不当, 可能会使计算繁琐, 甚至无
法计算. 一般地, 既要考虑积分区域 D 的形状, 又要考
虑被积函数 f (x, y) 的特性. ② 应遵循 “能积分, 少分快, 计算简” 的原则.

微分习题课ppt课件

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y p y q y f(x ) 二阶常系数非齐次线性方程 解法 待定系数法.
(1 ) f(x ) e xP m (x )型
0 设 y x k e x Q m (x ), k 1
2
不是根 是单根 , 是重根
2021精选ppt
22
( 2 )f ( x ) e x [ P l ( x ) cx o P n ( x ) s sx i ] 型 n
x x x2
所求通解为 xycosy C. x
2021精选ppt
27
例2. 求下列方程的通解
(1)yy12ey3x 0; (3) y2x1y2 ;
(2 )xyx2y2y; (4) y36xx23y3x2yy23.
提示: (1) 因 ey3xey3ex,故为分离变量方程:
y2ey3dyexdx
通解
1ey3 ex C 3
系 数
法 f(x)的形式及其 特解形式
可降阶方程
线性方程 解的结构
定理1;定理2 定理3;定理4
欧拉方程
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2
微分方程解题思路
一阶方程
作降 变阶 换
高阶方程
作变换
分离变量法
非非
全微分方程
变全 量微
积分因子 可 分
常数变易法
分方
离程
特征方程法
幂级数解法 待定系数法
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3
1、基本概念
微分方程 凡含有未知函数的导数或微分的方程 叫微分方程. 微分方程的阶 微分方程中出现的未知函数的最 高阶导数的阶数称为微分方程的阶.
微分方程的解 代入微分方程能使方程成为恒等 式的函数称为微分方程的解.
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x x0
f (x)
f
(x0 )
何时函数f(x)在 点 处间断?
(1)f(x)在点 x0 处无定义;
(2)f(x)在点
x0 处有定义,但
时,函数f(x)以常数A为极限,记作
lim f (x) A或f (x) A(x )
x
定 义 2 . 5 : 若 对 于 任 意 给 定 的 正 数 , 总 存
在一个正数M,使得当x>M(x<-M)时,
恒 有 f (x) A< 成 立 , 则 称 当 x (x )
时,函数f(x)以常数A为极限,记作
y=arcsinx x [1,1], y [ , ]
22
y=arccos x [-1,1], y [0, ]
y=arctanx X R, y ( , ) 22
y=arccotx X R,y (0,)
1.4 初等函数(三角函数)
正弦函数和余弦函数
正切函数和余切函数
正割函数与余割函数
三角函数的基本关系式:
xx0
ua
2.4
被迫性定理 若在某个变化过程中,
恒有y≤x≤z,且 limy=limz=A,则limx=A
两个重要极限(必考)
单调有界定理
单调有界的数列
必有极限
} 单 调 增 + 有 上 界
单调减+有下界
数列收敛
定理 2.12
定义 2.9
定理 2.13
若数列 {an}满足 an an1(或an an1)(n N) 则称数列 {an}为单调增 加(或单调减少)数列。
当x 0时,等价无穷小量:
sinx~x tanx~x
arcsinx~x 1-cosx~x2

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微分学主要研究函数在某一点附近的 局部行为,包括切线、函数的变化率 等;积分学则研究函数在某个区间上 的整体行为,包括面积、体积等。
微积分的历史背景
01
微积分的发展可以追溯到古代数 学,如希腊数学家阿基米德在求 面积和体积时已经有了积分学的 萌芽。
02
微积分的真正奠基人是牛顿和莱 布尼茨,他们分别独立地发展出 了微积分的基本理论,为后来的 数学发展奠定了基础。
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contents
目录
• 微积分的定义与历史 • 微积分的基本概念 • 微积分的应用 • 微积分的解题技巧 • 微积分的重点与难点解析 • 微积分的习题与答案解析
01
微积分的定义与历史
微积分的定义
微积分是研究函数、极限和连续性的 数学分支,通过微分和积分的方法来 研究函数的性质和变化规律。
极限的运算性质与法则
1 2
极限的运算性质
极限的四则运算法则、复合函数的极限运算法则 等。
极限的法则
极限的保号性、极限的局部有界性等。
3
注意事项
理解极限的运算法则和性质是解决极限问题的关 键,需要注意运算过程中的等价变换和放缩技巧 。
导数的几何意义与运算性质
导数的几何意义
切线的斜率、函数图像的变化率等。
习题一:极限的运算
$lim_{x to infty} frac{1}{x}$
判断下列叙述是否正 确,并说明理由
$lim_{x to 0} (1 + x)^{1/x}$
习题一:极限的运算
$lim_{x to 0} frac{sin x}{x} = 1$
$lim_{x to infty} frac{1}{x} = 0$
$lim_{x to 0} (1 + x)^{1/x} = e$
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b
af(x)dxF(b)F(a)
也可写成 abf(x)dx [F(x)b a].
牛顿—莱布尼茨公式
表明 :一个连续函[a数 ,b]上 在的 区定 间积分 它的任一原函 [a,b]数 上在 的区 增 . 间 量
11
6、定积分的计算法
(1)换元法
abf(x)dx f[(t)](t)dt
换元公式
(2)分部积分法
5
3、存在定理 可积的两个充分条件:
定理1 当 函 数 f ( x ) 在 区 间 [ a , b ] 上 连 续 时 ,
称 f( x ) 在 区 间 [ a ,b ] 上 可 积 .
定理2 设 函 数 f(x ) 在 区 间 [ a ,b ]上 有 界 ,
且 只 有 有 限 个 间 断 点 , 则 f(x )在 区 间 [a ,b ]上 可 积 .
7
性质4
b
b
a1d x ad x ba
性质5 如 果 在 区 间 [ a ,b ] 上 f ( x ) 0 ,
则 a bf(x )d x 0 (ab )
推论:(1) 如 果 在 区 间 [ a , b ] 上 f ( x ) g ( x ) ,
则 a b f ( x ) d x a b g ( x ) dx ( a b )
3
2、定积分的定义
定义 设 函 数 f(x )在 [a ,b ]上 有 界 , 在 [a,b]中 任 意
若 干 若 干 个 分 点
a x x x x x b
012
n 1 n
把 区 间 [ a , b ] 分 成 n 个 小 区 间 ,
[ x 0 , x 1 ] [ x 1 , , x 2 ] [ x , n 1 , x n ],
一、主要内容
问题1:
曲边梯形的面积
问题2:
变速直线运动的路程
存在定理 定积分 广义积分
的定 性积 质分
牛顿-莱布尼茨公式
b
af(x)d xF (b)F (a)
计 算 法
定 积 分 的
1
1、问题的提出
实例1 (求曲边梯形的面积A)
曲 边 梯 形 由 连 续 曲 线与 两 条 直 线 xa、 x b 所 围 成 .
当 极 限 存 在 时 , 称 广 义 积 分 收 敛 ; 当 极 限 不 存 在 时 , 称 广 义 积 分 发 散 .
14
二、典型例题
例1 求2 1sin2xdx. 0
解 原 式2six ncoxsdx 0
0 4(cx o ssixn )d x 2(sx i n co x)d sx
4
222.
则 在 积 分 区 间 [ a ,b ] 上 至 少 存 在 一 个 点 ,
使 a b f(x ) d x f()b ( a ) (a b )
积分中值公式
9
5、牛顿—莱布尼茨公式
定理1 如果f(x)在[a,b]上连续,则积分上限的函数
x
(x)a
f(t)dt在[a,b]上具有导数,且它的导数
abudv[u]vb aabvdu
分部积分公式
12
7、广义积分
(1)无穷限的广义积分
f(x)dxlimbf(x)dx
a
ba
b f(x)dxlimbf(x)dx
aa
当 极 限 存 在 时 , 称 广 义 积 分 收 敛 ; 当 极 限 不 存 在 时 , 称 广 义 积 分 发 散 .
各 小 区 间 的 长 度 依 次 为 x i x i x i 1 , ( i 1 , 2 , ) ,
在 各 小 区 间 上 任 取 一 点 i ( i x i) ,
4
作 乘 积 f ( i ) x i ( i 1 , 2 , ) 并 作 和 S n f(i)xi,
i1
记 maxx1{,x2, ,xn}, 如 果 不 论 对 [a,b ]
13
(2)无界函数的广义积分
b
b
a
f
(x)dxlim 0 a
f(x)dx
b
b
a f( x ) d l x 0 ia m f( x ) dx
b
c
b
a f ( x ) d a x f ( x ) d c x f ( x ) dx
l i0a c m f(x )d x l i0c b m f(x )dx
n
Alim 0i1
f(i)xi
2
实例2 (求变速直线运动的路程)
设某物 体作 直线运 动, 已知速 度 vv(t)是时间 间隔 [T1,T2]上 t 的一个连续函数,且 v(t)0,求
物 体 在 这 段 时 间 内 所 经 过 的 路 程S.
n
slim 0i1v(i)ti
方法:分割、求和、取极限.
怎样的分法, 也 不 论 在 小 区 间 [ x i 1 ,x i] 上 点 i怎 样
的取法,只 要 当 0 时 , 和 S总 趋 于 确 定 的 极 限 I,
我 们 称 这 个 极 限 I 为 函 数 f ( x ) 在 区 间 [ a ,b ] 上 的 定 积 分 ,
记为
b
n
af(x )d x I l i0i m 1f(i) x i.
15
例2 求2
sinx
dx.
0 sinxcoxs
(2) a bf(x)d xa bf(x)dx(ab)
8
性质6 设 M 及 m 分 别 是 函 数 f ( x ) 在 区 间 [ a , b ]
上 的 最 大 值 及 最 小 值 ,
则 m (b a ) a b f(x ) d x M (b a ).
性质7 (定积分中值定理)
如 果 函 数 f(x )在 闭 区 间 [a ,b ]上 连 续 ,
6
4、定积分的性质
性质1 a b [f(x ) g (x )d ] x a b f(x ) d x a b g (x ) dx 性质2 a b k(x f ) d x k a b f(x ) dx k (为 常 数 )
性质3 假 设 acb
b
c
b
af(x)d x af(x)d x cf(x)dx
是 (x)ddxax f(t)dt f(x) (axb)
定理2(原函数存在定理)如果f(x) 在 [a,b] 上
连续,则积分上限的函数(x)ax f(t)dt就是
f(x)在[a,b]上的一个原函数.
10
定理 3(微积分基本公式) 如 果 F(x)是 连 续 函 数 f(x)在 区 间 [a,b]上 的 一 个 原 函 数 , 则
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