高等数学上册知识点

高等数学上册知识点 Prepared on 24 November 2020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)()00x f x = 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 2） 函数极限左极限：)(lim )(00x f x f x x -→-= 右极限：)(lim )(00x f x f xx +→+= 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 =∞→2） 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=→xx x b)e x x x x x x =+=++∞→→)11(lim )1(lim 15）无穷小代换：（0→x ）a) x e x ~1- （a x a x ln ~1-） b)x x ~)1ln(+ （a xx a ln ~)1(log +）第二章 导数与微分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。

3、 可导与连续的关系：4、求导的方法1） 导数定义； 2） 基本公式； 3） 四则运算；4） 复合函数求导（链式法则）； 5） 隐函数求导数； 6） 参数方程求导； 7） 对数求导法。

5、高阶导数1）定义：⎪⎭⎫ ⎝⎛=dx dy dx d dx y d 222）Leibniz 公式：()∑=-=nk k n k k n n v u C uv 0)()()(1） 定义：)()()(00x o x A x f x x f y∆+∆=-∆+=∆，其中A 与x∆无关。

2） 可微与可导的关系：可微⇔可导，且dx x f x x f dy )()(00'=∆'=第三章 微分中值定理与导数的应用（一）中值定理1、 Rolle 定理：若函数)(x f 满足：1）],[)(b a C x f ∈； 2）),()(b a D x f ∈； 3）)()(b f a f =；则0)(),,(='∈∃ξξf b a 使.2、 Lagrange 中值定理：若函数)(x f 满足：1）],[)(b a C x f ∈； 2）),()(b a D x f ∈；则))(()()(),,(a b f a f b f b a -'=-∈∃ξξ使.3、 Cauchy 中值定理：若函数)(),(x F x f 满足：1）],[)(),(b a C x F x f ∈； 2）),()(),(b a D x F x f ∈；3）),(,0)(b a x x F ∈≠'则)()()()()()(),,(ξξξF f a F b F a f b f b a ''=--∈∃使（二）洛必达法则 （三）Taylor 公式n 阶Taylor 公式：ξ在0x 与x 之间.当00=x 时，成为n 阶麦克劳林公式：ξ在0与x 之间.常见函数的麦克劳林公式：1）12)!1(!1!211+++++++=n n x x n e x n x x e ξξ在0与x 之间，+∞<<∞-x ；2）12121753)!12(2)12(sin )!12()1(!7!5!3sin +--+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++--++-+-=m m m x m m m x x x x x x πξ ξ在0与x 之间，+∞<<∞-x ；3）m m m x m m m x x x x x 2221642)!2(22cos )!22()1(!6!4!21cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅++--++-+-=--πξ ξ在0与x 之间，+∞<<∞-x ；4）111432)1)(1()1()1(432)1ln(++-++-+-++-+-=+n n n nn n x n x x x x x x ξξ在0与x 之间，11<<-x5）nx n n x x x x !)1()1(!3)2)(1(!2)1(1)1(32+--++--+-++=+αααααααααα11)!1()1)(()1(+--++--+n n x n n αξααα ，ξ在0与x 之间，11<<-x .（四）单调性及极值1、 单调性判别法：],[)(b a C x f ∈，),()(b a D x f ∈，则若0)(>'x f ，则)(x f 单调增加；则若0)(<'x f ，则)(x f 单调减少。

2、 极值及其判定定理：a) 必要条件：)(x f 在0x 可导，若0x 为)(x f 的极值点，则0)(0='x f .b) 第一充分条件：)(x f 在0x 的邻域内可导，且0)(0='x f ，则①若当0x x <时，0)(>'x f ，当0x x >时，0)(<'x f ，则0x 为极大值点；②若当0x x <时，0)(<'x f ，当0x x >时，0)(>'x f ，则0x 为极小值点；③若在0x 的两侧)(x f '不变号，则0x 不是极值点。

c) 第二充分条件：)(x f 在0x 处二阶可导，且0)(0='x f ，0)(0≠''x f ，则①若0)(0<''x f ，则0x 为极大值点；②若0)(0>''x f ，则0x 为极小值点。

3、 凹凸性及其判断，拐点1）)(x f 在区间I 上连续，若2)()()2( ,,212121x f x f x x f I x x +<+∈∀，则称)(x f 在区间I 上的图形是凹的；若2)()()2( ,,212121x f x f x x f I x x +>+∈∀，则称)(x f 在区间I 上的图形是凸的。

2）判定定理：)(x f 在],[b a 上连续，在),(b a 上有一阶、二阶导数，则 a) 若0)(),,(>''∈∀x f b a x ,则)(x f 在],[b a 上的图形是凹的； b) 若0)(),,(<''∈∀x f b a x ,则)(x f 在],[b a 上的图形是凸的。

3）拐点：设)(x f y =在区间I 上连续，0x 是)(x f 的内点，如果曲线)(x f y =经过点))(,(00x f x 时，曲线的凹凸性改变了，则称点))(,(00x f x 为曲线的拐点。

（五）不等式证明1、 利用微分中值定理；2、 利用函数单调性；3、 利用极值（最值）。

（六）方程根的讨论1、 连续函数的介值定理；2、 Rolle 定理；3、 函数的单调性；4、 极值、最值；5、 凹凸性。

（七）渐近线1、 铅直渐近线：∞=→)(limx f ax ，则a x =为一条铅直渐近线；2、 水平渐近线：b x f x =∞→)(lim ，则b y =为一条水平渐近线；3、 斜渐近线：k xx f x =∞→)(lim b kx x f x =-∞→])([lim 存在，则b kx y +=为一条斜渐近线。

（八）图形描绘步骤 :1. 确定函数)(x f y =的定义域，并考察其对称性及周期性；2. 求)(),(x f x f '''并求出)(x f '及)(x f ''为零和不存在的点；3. 列表判别函数的增减及曲线的凹向 , 求出极值和拐点;4. 求渐近线;5. 确定某些特殊点 , 描绘函数图形 .第四章 不定积分（一）概念和性质1、 原函数：在区间I 上，若函数)(x F 可导，且)()(x f x F ='，则)(x F 称为)(x f 的一个原函数。

2、 不定积分：在区间I 上，函数)(x f 的带有任意常数的原函数称为)(x f 在区间I 上的不定积分。

3、 基本积分表（P188，13个公式）；4、 性质（线性性）。

（二）换元积分法1、 第一类换元法（凑微分）：[])()(d )()]([x u du u f x x x f ϕϕϕ=⎰⎰='2、 第二类换元法（变量代换）：[])(1d )()]([)(x t t t t f dx x f -='=⎰⎰ϕϕϕ（三）分部积分法：⎰⎰-=vdu uv udv（四）有理函数积分1、“拆”；2、变量代换（三角代换、倒代换等）。

第五章 定积分（一）概念与性质：1、 定义：∑⎰=→∆=ni ii bax f dx x f 1)(lim )(ξλ2、 性质：（7条）性质7 （积分中值定理） 函数)(x f 在区间],[b a 上连续，则],[b a ∈∃ξ，使))(()(a b f dx x f ba-=⎰ξ （平均值：ab dx x f f ba-=⎰)()(ξ）（二）微积分基本公式（N —L 公式）1、 变上限积分：设⎰=Φxadt t f x )()(，则)()(x f x =Φ'推广：)()]([)()]([)()()(x x f x x f dt t f dxd x x ααβββα'-'=⎰ 2、 N —L 公式：若)(x F 为)(x f 的一个原函数，则)()()(a F b F dx x f ba-=⎰（三）换元法和分部积分1、 换元法：⎰⎰'=βαϕϕt t t f dx x f bad )()]([)(2、 分部积分法：[]⎰⎰-=b aba b a vdu uv udv （四）反常积分1、 无穷积分：2、 瑕积分：⎰⎰+→=bt a t b a dx x f dx x f )(lim )(（a 为瑕点）⎰⎰-→=ta b t b a dx x f dx x f )(lim )(（b 为瑕点）两个重要的反常积分： 1) ⎪⎩⎪⎨⎧>-≤∞+=-∞+⎰1 ,11,d 1p p a p x x pa p2) ⎪⎩⎪⎨⎧≥∞+<--=-=--⎰⎰1,1,1)()(d )(d 1q q qa b x b x a x x qb a q b a q 第六章 定积分的应用（一）平面图形的面积1、 直角坐标：⎰-=ba dx x f x f A )]()([122、 极坐标：⎰-=βαθθϕθϕd A )]()([212122（二）体积1、 旋转体体积：a)曲边梯形x b x a x x f y ,,),(===轴，绕x 轴旋转而成的旋转体的体积：⎰=ba x dx x f V )(2π b)曲边梯形xb x a x x f y ,,),(===轴，绕y 轴旋转而成的旋转体的体积：⎰=ba y dx x xf V )(2π （柱壳法） 2、 平行截面面积已知的立体：⎰=b a dx x A V)( （三）弧长1、 直角坐标：[]⎰'+=b a dx x f s 2)(1 2、 参数方程：[][]⎰'+'=βαφϕdt t t s 22)()( 3、 极坐标：[][]⎰'+=βαθθρθρd s 22)()(第七章 微分方程（一） 概念1、 微分方程：表示未知函数、未知函数的导数及自变量之间关系的方程。