基本初等函数 复合函数 双曲函数 反双曲函数的定义
高数16个基本初等函数
高数是一门重要的数学课程，其中最基础的内容就是16个基本初等函数。
这些函数在数学和实际应用中都有着广泛的应用，下面我们将逐一介绍这16个函数。
一、常数函数常数函数是指函数f(x)=c，其中c为常数。
这个函数的图像是一条平行于x轴的直线，它的斜率为0。
常数函数在实际应用中常用于表示一些固定的量，如重力加速度g=9.8m/s²。
二、幂函数幂函数是指函数f(x)=x^a，其中a为常数。
幂函数的图像随着a的不同而变化，当a>1时，函数的图像呈现出上升的趋势，当0<a<1时，函数的图像呈现出下降的趋势。
幂函数在实际应用中常用于描述一些具有指数增长或衰减的现象，如人口增长、放射性衰变等。
三、指数函数指数函数是指函数f(x)=a^x，其中a为常数。
指数函数的图像随着a的不同而变化，当a>1时，函数的图像呈现出上升的趋势，当0<a<1时，函数的图像呈现出下降的趋势。
指数函数在实际应用中常用于描述一些具有指数增长或衰减的现象，如利息的复利计算、细胞的增长等。
四、对数函数对数函数是指函数f(x)=loga(x)，其中a为常数。
对数函数的图像是一条上升的曲线，它的斜率在x=1处为1。
对数函数在实际应用中常用于描述一些量的倍数关系，如声音的强度、地震的震级等。
五、三角函数三角函数是指正弦函数、余弦函数和正切函数。
正弦函数和余弦函数的图像都是周期性波动的曲线，它们的周期为2π。
正切函数的图像则是一条无限延伸的曲线。
三角函数在实际应用中常用于描述周期性变化的现象，如天体运动、电流的交流等。
六、反三角函数反三角函数是指正弦函数的反函数、余弦函数的反函数和正切函数的反函数。
反三角函数的图像是一条上升或下降的曲线，它们的定义域和值域与对应的三角函数相反。
反三角函数在实际应用中常用于求解三角函数的反函数值，如角度的计算、电路的分析等。
七、双曲函数双曲函数是指双曲正弦函数、双曲余弦函数和双曲正切函数。
初等函数的求导问题双曲函数与反双曲函数的导数
切线斜率
在几何上，导数等于曲线在某一点处 的切线斜率。
导数的计算方法
链式法则
对于复合函数的导数，链式法 则是重要的计算方法，即求内 层函数的导数后再乘以外层函
数的导数。
乘积法则
两个函数的乘积的导数是两个 函数分别求导后再求和。
商的导数公式
商的导数是分子和分母分别求 导后再相减。
幂函数的导数
幂函数的导数根据指数的不同 有不同的公式，如指数为1时， 幂函数的导数为y' = nx^(n-1)
实例
求双曲函数$y = sinh(2x)$的导
数。根据求导公式，$y'
=
cosh(2x)$。
反双曲函数求导实例
反双曲函数求导公式
对于反双曲函数$y = arcsin(x)$，其 导数为$y' = frac{1}{sqrt{1 - x^2}}$。
实例
求反双曲函数$y = arcsin(frac{1}{2})$的导数。根据求导 公式，$y' = frac{1}{sqrt{1 (frac{1}{2})^2}} = frac{1}{frac{sqrt{3}}{2}} = frac{sqrt{3}}{3}$。
应用实例分析
应用实例
在物理学中，双曲函数和反双曲函数常用于描述某些物理现 象，如波动、振动等。通过求导，可以进一步研究这些现象 的变化规律和性质。
应用实例
在经济学中，反双曲函数也常用于描述某些经济现象，如投 资回报率、风险评估等。通过求导，可以进一步研究这些现 象的变化趋势和最优解。
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利用导数研究函数的图像
总结词
通过求导可以绘制出函数的图像，并 了解其变化趋势。
详细描述
1-4复合函数,反函数,初等函数
数学分析
1-4复合函数,反函数,初等函数
反双曲余弦 y ar cosh x
y arcosh x ln( x x 2 1).
D : [1, )
y ar cosh x
在 [1,) 内单调增加.
数学分析
1-4复合函数,反函数,初等函数
解
10
e ( x ) , ( x ) 1 f [( x )] ( x ), ( x ) 1
当( x ) 1时,
x 1;
或 x 0, ( x ) x 2 1,
数学分析
2 或 x 0, ( x ) x 1 1,
1-4复合函数,反函数,初等函数
数学分析
1-4复合函数,反函数,初等函数
y
y tan x
y tan x的性质：
•周期为的周期函数 •无界函数：
lim tan x
x 0 2
y tan x
lim
x 0 2
tan x
2
O
2
x
•渐进线：x •特殊值：
tan(k ) 0 k 0,1,2,.
数学分析
1-4复合函数,反函数,初等函数
（3）.对数函数
y loga x (a 0, a 1) y ln x
y log a x
(1,0)
(a 1)
y log 1 x
a
数学分析
y
1-4复合函数,反函数,初等函数
1
2
y sin x
3 2
复变函数1-5
i i 2 ki 2
e
2 k 2
其中 k 0,1,2,.
课堂练习 计算 ( 3) 5 . 答案 ( 3)
5
3 5 [cos 5( 2 k 1) i sin 5( 2 k 1)]. ( k 0,1,2,)
特殊地, 当 z x 0 时, Lnz 的主值 ln z ln x , 是实变数对数函数 .
10
. 例3 求 Ln2, Ln( 1) 以及与它们相应的主值
解
因为 Ln2 ln 2 2ki ,
所以 Ln2 的主值就是 ln2.
因为 Ln( 1) ln 1 iArg( 1) ( 2k 1)i ( k为整数) 所以 Ln(1) 的主值就是i .
e
1 1 cos ln 2 i sin ln 2 2 2
其中 k 0,1,2,. 1 i 故 (1 i ) 的辐角的主值为 ln2. 2
20
四、三角函数和双曲函数
1. 三角函数的定义
因为 e iy cos y i sin y,
b
即 a b e bLna .
(1) 当b 为整数时, a e
b
bLna
e
b[ln a i ( arg a 2 k )]
15
e
b (ln a iarg a ) 2 kbi
e b ln a , a b具有单一的值.
p ( 2) 当 b ( p与q为互质的整数, q 0)时, q
1 n 1 Lna n
e
1 ln a n
arga 2k arga 2k i sin cos n n
(完整版)高等数学上册知识点
高等数学上册第一章 函数与极限 （一） 函数1、 函数定义及性质（有界性、单调性、奇偶性、周期性）；2、 反函数、复合函数、函数的运算；3、 初等函数：幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数、双曲函数、反双曲函数； 4、 函数的连续性与间断点；函数)(x f 在0x 连续 )()(lim 00x f x f xx =→第一类：左右极限均存在。
间断点 可去间断点、跳跃间断点 第二类：左右极限、至少有一个不存在。
无穷间断点、振荡间断点5、 闭区间上连续函数的性质：有界性与最大值最小值定理、零点定理、介值定理及其推论。
（二） 极限 1、 定义 1） 数列极限εε<->∀N ∈∃>∀⇔=∞→a x N n N a x n n n , , ,0lim 2） 函数极限δδε-<-<∀>∃>∀⇔=→Ax f x x x A x f x x )( 0 , ,0 ,0)(lim 00时，当左极限：)(lim )(00x f x f x x -→-= 右极限：)(lim )(00x f x f x x +→+= )()( )(lim 000+-→=⇔=x f x f A x f x x 存在2、 极限存在准则 1） 夹逼准则： 1）)(0n n z x y n n n ≥≤≤2）a z y n n n n ==→∞→∞lim lim a x n n =∞→lim2） 单调有界准则：单调有界数列必有极限。
3、 无穷小（大）量1） 定义：若0lim =α则称为无穷小量；若∞=αlim 则称为无穷大量。
2） 无穷小的阶：高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小、k 阶无穷小 Th1 )(~ααββαo +=⇔;Th2 αβαβαβββαα''=''''lim lim lim,~,~存在，则（无穷小代换）4、 求极限的方法 1） 单调有界准则； 2） 夹逼准则；3） 极限运算准则及函数连续性； 4） 两个重要极限： a) 1sin lim 0=→xxxb)e xx xx xx =+=++∞→→)11(lim )1(lim 10 5） 无穷小代换：（0→x ） a)x x x x x arctan ~arcsin ~tan ~sin ~b) 221~cos 1x x -c) x e x~1- （a x a xln ~1-）d) x x ~)1ln(+ （a xx a ln ~)1(log +）e)x x αα~1)1(-+第二章 导数与微分 （一） 导数1、 定义：000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='→左导数：000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='-→-右导数：000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='+→+函数)(x f 在0x 点可导)()(00x f x f +-'='⇔2、 几何意义：)(0x f '为曲线)(x f y =在点())(,00x f x 处的切线的斜率。
初等函数
1 2 e
e
cos(2 2k ) i sin(2 2k ),
(k 0, 1, 2,...)
i e
i
iLni
e
iiArg(i )
e
i i 2 k i 2
e
2 k 2
.
(k 0, 1, 2,...)
y y e cos x e cos x y y e sin x e sin x
解得 y 0, x k ,即z x iy k，其中 . k 0, 1,
盐城工学院基础部应用数学课程组
五、反三角函数 1. 定义
设 z cos w, 那么称w 为z 的反余弦函数, 记作
cos( Argz ) i sin( Argz )
ln z (ln z iargz ) 主值： z e e
i i Ln(1+i ) (1 i ) e 例如，
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例4 求 1 解
2
和 i 的值.
2Ln1
i
1 1.
22 k i
e x1 x2 [(cos y1 cos y2 sin y1 sin y2 )] i[(sin y1 cos y2 cos y1 sin y2 )]
和差角公式
e x1 x2 [cos( y1 y2 ) i sin( y1 y2 )]
e x1 x2 iy1 iy2 ez1 z2
注意: 在复数域内，负数具有对数; 正实数的对 数有无穷多值.
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例3 解
解方程 e z 1 3i 0.
高数第一章初等函数
2）反余弦函数 余弦函数
反余弦函数
y cos x
y
1
0
2
x [0, ]
y arccos x x [1,1]
y
y [1,1]
y [0, ]
x
1
1
0
x 1
余弦函数 y cos x 在 [0, ] 上的反函数，称为
反余弦函数，记为 y arccos x x [1,1] y [0, ]
10
例2 判断函数 f ( x) ln ( x 2 1 x) 的奇偶性. 解
f x f x
ln [ x 2 1 x] [ x 2 1 x]
ln1 0
则此函数为奇函数
11
（4）三角函数 1）正弦函数的性质
y sin x
x ,
解：
x e ln x , x 0
ln x 1 0 e 1 f ln x ln x ln x e e 1
ye
y
x
1 f x x e
0 e 1
x
e 1
x
0,1
x
1 x 0 f x x e 0 x
22
反余弦函数的性质
y arccos x
x [1,1]
y
y [0, ]
（1）在[ -1, 1 ]是有界函数；
0 arccos x
（2）是非奇非偶函数；
1
0
x 1
（3）在 [1, 1] 上是单调减函数。
23
3）反正切函数 正切函数 y tan x 在 (
数学分析第一章 习题课
n n 3 n1 n 2 lim 2 2 2 n n 1 n 2 n n 2 1 a 例7 设x1 0, 证明xn1 ( xn )有极限(a 0) 2 xn 证 显然 xn 0 1 a xn 1 ( xn ) a 2 xn
解
注意到分子成等差数列
( n 1) ( n 2) ( n n) 2 n n ( n 1) ( n 2) ( n n) n2 1
n( 3n 1) n( 3n 1) 即 2 2( n n) 2( n2 1) n( 3n 1) 3 lim 2 n 2( n n ) 2 n( 3n 1) 3 lim 2 n 2( n 1) 2
② lim(1 x )(1 x )(1 x )(1 x ), (| x | 1)
2 4 n
2n
(1 x )(1 x )(1 x )(1 x ) 原式 lim n 1 x 2 n 1 1 x 1 lim n 1 x 1 x
1 x 1 2( x 1) ) f ( ) , 1 x x x
解联立方程组
x 1 f ( x) f ( x ) 2 x 1 2 ) f ( x) f ( 1 x 1 x 1 x 1 2( x 1) f (1 x ) f ( x ) x
p( x ) x 3 例8 设p( x )是多项式, 且 lim 2, 2 x x p( x ) lim 1, 求p( x ). x 0 x 3 解 lim p( x ) 2 x 2, x x 可设p( x ) x 3 2 x 2 ax b(其中a , b为待定系数 ) p( x ) 又 lim 1, x 0 x p( x ) x 3 2 x 2 ax b ~ x ( x 0)
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（一）函数的定义 （二）极限的概念
（三）连续的概念
基本初等函数
复合函数 初等函数
函 数 的定义
反函数 隐函数
函 数 的性质 单值与多值 奇偶性 单调性 有界性 周期性
双曲函数与 反双曲函数
反函数与直接 函数之间关系
Байду номын сангаас
1、函数的定义
定义 设 x 和 y 是两个变量，D 是一个给定的数 集．如果对于每个数 x D，变量 y 按照一定法 则总有确定的数值和它对应，则称 y 是 x 的函数， 记作 y f ( x )．
1
o
1
x
(5) 函数的周期性:
设函数 f(x) 的定义域为D，如果存在一个不为零的 数l,使得对于任一 x D,有 ( x l ) D .且 f(x+l)=f(x) 恒成立,则称f(x)为周期函数,l 称为 f(x) 的周期.（通 常说周期函数的周期是指其最小正周期）.
T 1
y
1
y x [ x]
y
称f ( x )为偶函数; 称f ( x )为奇函数; y
y x
y x
3
o
o
x
偶函数
x
奇函数
(3) 函数的单调性:
设函数f(x)的定义域为D，区间I D，如果对于区间I上 任意两点 x1 x2，当 x1 x2时，恒有： 及 (1) f ( x1 ) f ( x2 ),则称函数 f (x) 在区间I上是单调增加的； 或(2) f ( x1 ) f ( x2 ), 则称函数 f (x)在区间I上是单调递减的； 单调增加和单调减少的函数统称为单调函数。 y
cosh x sinh x 1 ; sinh 2 x 2 sinh x cosh x ;
2 2
cosh 2 x cosh x sinh x .
2 2
反双曲正弦 y arsinh x ; 反双曲余弦 y ar cosh x ; 反双曲正切 y artan x ;
o
x
6、基本初等函数
1）幂函数
y x
(是常数)
x
2）指数函数 y a
(a 0, a 1)
3）对数函数 y log a x 4）三角函数 y sin x;
y tan x;
(a 0, a 1)
y cos x;
y cot x;
5）反三角函数 y arcsin x; y arccos x;
2、函数的性质
(1) 单值性与多值性:
若对于每一个 x D ,仅有一个值 y f ( x ) 与之对 应,则称 f ( x ) 为单值函数,否则就是多值函数.
y
ye
x
y
( x 1) y 1
2 2
o o
x
x
(2) 函数的奇偶性:
设D关于原点对称, 对于x D, 有
f ( x ) f ( x ) f ( x ) f ( x )
o
1
x
3、反函数
由y f ( x )确定的y f
y sinh x
1
( x )称为反函数.
y f
1
( x ) ar sinh x
4、隐函数
由方程F ( x , y ) 0所确定的函数 y f ( x )称为隐函数.
如 y x e 0
y
5、反函数与直接函数之间的关系
y x
2
当 x 0 时为减函数; 当 x 0 时为增函数;
o
x
(4) 函数的有界性:
若X D, M 0, x X , 有 f ( x ) M 成立, 则称函数f ( x )在X上有界.否则称无界.
y
y 1 x
在( ,0)及(0, )上无界; 在( ,1]及[1, )上有界.
9、双曲函数与反双曲函数
双曲正弦 sinh x 双曲余弦 cosh x e e
x x
2 e e
x x
双曲正切 tanh x
2 sinh x
e e
x
x x
cosh x
e e
x
双曲函数常用公式
sinh( x y ) sinh x cosh y cosh x sinh y ; cosh( x y ) cosh x cosh y sinh x sinh y ;
设函数f ( x )是一一对应
y
函数, 则
y f
1
( x)
1 f ( f 1 ( x )) f 1 ( f ( x ))
x x Df
( f ( x ), x )
y f ( x)
( x , f ( x ))
2 y f ( x )与y f 1 ( x )的
图象对称于直线y x .
数集 D 叫做这个函数的定义域， 叫做自变量， x y 叫做因变量．
函数值全体组成的数集 W { y y f ( x ), x D} 称为函数的值域.
函数的分类
代 数 函 数
有 理 函 数
有理整函数(多项式函数) 有理分函数(分式函数)
函 数
初 等 函 数
无理函数
超越函数
非初等函数(分段函数,有无穷多项等函数)
y arctan x; y arc cot x
7、复合函数
设函数 y f (u ) 的定义域 D f ,而函数u ( x ) 的 值 域 为 Z, 若 D f Z , 则 称 函 数
y f [( x )]为 x 的复合函数.
8、初等函数
由常数和基本初等函数经过有限次四则运算和有 限次的函数复合步骤所构成并可用一个式子表示 的函数,称为初等函数.