《高等数学复习》PPT课件.ppt
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1、1 1)函数的极限)函数的极限2 2)无穷小)无穷小3 3)函数的连续性)函数的连续性一、极限与连续一、极限与连续左右极限左右极限求极限的常用方法求极限的常用方法极限存在的极限存在的充要条件充要条件无穷小的比较无穷小的比较数列极限数列极限函函 数数 极极 限限axnn limAxfxx)(lim0Axfx )(lim等价无穷小等价无穷小及其性质及其性质无穷小无穷小0)(lim xf左极限左极限右极限右极限.)0()0()(lim:000AxfxfAxfxx 定理定理);(,0lim)1(o记作记作高阶的无穷小高阶的无穷小是比是比就说就说如果如果定义定义:.0,且且穷小穷小是同一过程中的两个无是
2、同一过程中的两个无设设;),0(lim)2(是同阶的无穷小是同阶的无穷小与与就说就说如果如果 CC;,1lim 记作记作是等价的无穷小是等价的无穷小与与则称则称如果如果特殊地特殊地无穷小的比较无穷小的比较定理定理(等价无穷小替换定理等价无穷小替换定理).limlim,lim,则则存在存在且且设设.),0,0(lim)3(无穷小无穷小阶的阶的是是是是就说就说如果如果kkCCk 等价无穷小的性质等价无穷小的性质(1)1sinlim0 xxx(2)exxx )11(limexxx 10)1(lim;1sinlim 某过程某过程.)1(lim1e 某过程某过程两个重要极限两个重要极限洛必达法则洛必达法
3、则型型00,1,0 型型 型型 0型型00型型 gfgf1 fgfggf1111 取取对对数数令令gfy 2lim3xxxexex0sin2limsinxxx1)1)2)2)3)3)4)4)0sinlimxxxx33232lim1xxxxxx 5)5)6)6)201sinlimsinxxxx).(lim,0,10,1)(02xfxxxxxfx 求求设设左右连续左右连续间断点定义间断点定义连连 续续 定定 义义0lim0 yx)()(lim00 xfxfxx 连续的连续的充要条件充要条件 振荡间断点振荡间断点 无穷间断点无穷间断点 跳跃间断点跳跃间断点 可去间断点可去间断点第一类第一类 第二类第
4、二类2121001)(2xxxxxxxf7)7)讨论讨论在在x x0 0和和x x1 1处的连续性。处的连续性。8)8)设设要使要使f(xf(x)在在x x0 0处连续,求处连续,求a a的值。的值。,0(),0 xexf xaxx求求 导导 法法 则则基本公式基本公式导导 数数xyx 0lim微微 分分xydy 关关 系系)(xodyydxydyydxdy 二阶导数二阶导数函数的导数1 1、导数的定义、导数的定义.)()(limlim00000 xxfxxfxyyxxxx 2.右导数右导数:单侧导数单侧导数1.左导数左导数:;)()(lim)()(lim)(00000000 xxfxxfxx
5、xfxfxfxxx ;)()(lim)()(lim)(00000000 xxfxxfxxxfxfxfxxx 函函数数)(xf在在点点0 x处处可可导导左左导导数数)(0 xf 和和右右导导数数)(0 xf 都都存存在在且且相相等等.2 2、基本导数公式、基本导数公式22211)(arctan11)(arcsinln1)(logln)(sec)(secsec)(tancos)(sin0)(xxxxaxxaaaxtgxxxxxxCaxx (常数和基本初等函数的导数公式)(常数和基本初等函数的导数公式)222111)cot(11)(arccos1)(ln)(csc)(csccsc)(cotsin)(
6、cos)(xxxxxxeexctgxxxxxxxxxx arc3 3、求导法则、求导法则设设)(),(xvvxuu 可导,则可导,则(1)vuvu )(,(2)uccu )(c是常数是常数),(3)vuvuuv )(,(4))0()(2 vvvuvuvu.(1)函数的和、差、积、商的求导法则函数的和、差、积、商的求导法则(2)反函数的求导法则反函数的求导法则.)(1)(),()(xxfxfyyx 则有则有的反函数为的反函数为如果函数如果函数(3)复合函数的求导法则复合函数的求导法则).()()()()(),(xufxydxdududydxdyxfyxuufy 或或的导数为的导数为则复合函数则复
7、合函数而而设设(4)对数求导法对数求导法先在方程两边取对数先在方程两边取对数,然后利用隐函数的求导方法然后利用隐函数的求导方法求出导数求出导数.适用范围适用范围:.)()(的情形的情形数数多个函数相乘和幂指函多个函数相乘和幂指函xvxu5 5、导数与微分的关系、导数与微分的关系).(,)()(000 xfAxxfxxf 且且处可导处可导在点在点可微的充要条件是函数可微的充要条件是函数在点在点函数函数定理定理6 6、微分的求法微分的求法dxxfdy)(求法求法:计算函数的导数计算函数的导数,乘以自变量的微分乘以自变量的微分.基本初等函数的微分公式基本初等函数的微分公式xdxxxdxdxxxdxd
8、xxdxdxxdxdxxdxdxxddxxxdCdcotcsc)(csctansec)(seccsc)(cotsec)(tansin)(coscos)(sin)(0)(221 dxxxddxxxddxxxddxxxddxxxddxaxxddxeedadxaadaxxxx222211)cot(11)(arctan11)(arccos11)(arcsin1)(lnln1)(log)(ln)(arc 函数和、差、积、商的微分法则函数和、差、积、商的微分法则2)()()()(vudvvduvududvvduuvdCduCuddvduvud 7 7、微分的基本法则微分的基本法则 微分形式的不变性微分形式
9、的不变性的微分形式总是的微分形式总是函数函数是自变量还是中间变量是自变量还是中间变量无论无论)(,xfyx dxxfdy)(典型例题例例1 1(1)1f0(1)(1)lim3hfhfh已知,求 00,f0limxfxx xf0 x,存在,则在处可导?例例2 2已知(),.yxyf xxyy设函数由方程=所确定 求例例3 3LagrangeLagrange中值中值定理定理单调性单调性,极值与最值极值与最值,凹凸性凹凸性,拐点拐点,函数函数图形的描绘图形的描绘.导数的应用导数的应用导数的应用导数的应用拉格朗日中值定理拉格朗日中值定理拉格朗日拉格朗日(LagrangeLagrange)中值定理)中值
10、定理 如果函数如果函数)(xf在闭区间在闭区间,ba上连续上连续,在开区间在开区间),(ba内可导内可导,那那末在末在),(ba内至少有一点内至少有一点)(ba ,使等式,使等式 )()()(abfafbf 成立成立.导数的应用导数的应用定理定理.,)(0)(),(2,)(0)(),(1.),(,)(00上单调减少上单调减少在在,那末函数,那末函数内内如果在如果在上单调增加;上单调增加;在在,那末函数,那末函数内内如果在如果在可导可导内内上连续,在上连续,在在在设函数设函数baxfyxfbabaxfyxfbababaxfy (1)函数单调性的判定法函数单调性的判定法 设设)(xf在在点点0 x
11、处处具具有有导导数数,且且在在0 x处处取取得得极极值值,那那末末必必定定0)(0 xf.定理定理(必要条件必要条件)定义定义.)()0)(的驻点的驻点做函数做函数叫叫的实根的实根即方程即方程使导数为零的点使导数为零的点xfxf 函数的极大值与极小值统称为函数的极大值与极小值统称为极值极值,使函数取得使函数取得极值的点称为极值的点称为极值点极值点.极值是函数的局部性概念极值是函数的局部性概念:极大值可能小于极小极大值可能小于极小值值,极小值可能大于极大值极小值可能大于极大值.驻点和不可导点统称为驻点和不可导点统称为临界点临界点.(1)如果如果),(00 xxx 有有;0)(xf而而),(00
12、xxx,有有0)(xf,则,则)(xf在在0 x处取得极大值处取得极大值.(2)如果如果),(00 xxx 有有;0)(xf而而),(00 xxx 有有0)(xf,则,则)(xf在在0 x处取得极小值处取得极小值.(3)如果当如果当),(00 xxx 及及),(00 xxx时时,)(xf符符 号相同号相同,则则)(xf在在0 x处无极值处无极值.定理定理(第一充分条件第一充分条件)设设)(xf在在0 x处具有二阶导数处具有二阶导数,且且0)(0 xf,0)(0 xf,那末那末(1)当当0)(0 xf时时,函数函数)(xf在在0 x处取得极大值处取得极大值;(2)当当0)(0 xf时时,函数函数
13、)(xf在在0 x处取得极小值处取得极小值.定理定理(第二充分条件第二充分条件)求极值的步骤求极值的步骤:);()1(xf 求导数求导数;0)()2(的根的根求驻点,即方程求驻点,即方程 xf;,)()()3(判断极值点判断极值点该点的符号该点的符号在在在驻点左右的正负号或在驻点左右的正负号或检查检查xfxf .)4(求极值求极值步骤步骤:1.求驻点和不可导点求驻点和不可导点;2.求区间端点及驻点和不可导点的函数值求区间端点及驻点和不可导点的函数值,比比较大小较大小,那个大那个就是最大值那个大那个就是最大值,那个小那个就那个小那个就是最小值是最小值;注意注意:如果区间内只有一个极值如果区间内只
14、有一个极值,则这个极值就则这个极值就是最值是最值.(最大值或最小值最大值或最小值)(3)最大值、最小值问题最大值、最小值问题实际问题求最值应注意实际问题求最值应注意:1)建立目标函数建立目标函数;2)求最值求最值;(或最小)值(或最小)值函数值即为所求的最大函数值即为所求的最大点,则该点的点,则该点的若目标函数只有唯一驻若目标函数只有唯一驻(4)曲线的凹凸与拐点曲线的凹凸与拐点定义定义;),()(,2)()()2(,),(,),()(212121内的图形是凹的内的图形是凹的在在那末称那末称恒有恒有两点两点内任意内任意如果对如果对内连续内连续在在设设baxfxfxfxxfxxbabaxf ;),
15、()(,2)()()2(,),(212121内的图形是凸的内的图形是凸的在在那末称那末称恒有恒有内任意两点内任意两点如果对如果对baxfxfxfxxfxxba ;)(,)(,)(),(,)(的的或凸或凸内的图形是凹内的图形是凹在在那末称那末称的的或凸或凸内的图形是凹内的图形是凹且在且在内连续内连续在在如果如果baxfbabaxf定理定理1 1;,)(,0)()2(;,)(,0)()1(),(,),(,)(上的图形是凸的上的图形是凸的在在则则上的图形是凹的上的图形是凹的在在则则内内若在若在导数导数内具有二阶内具有二阶在在上连续上连续在在如果如果baxfxfbaxfxfbababaxf 连续曲线上
16、凹凸的分界点称为连续曲线上凹凸的分界点称为曲线的拐点曲线的拐点.定定理理 2 2 如如果果)(xf在在),(00 xx内内存存在在二二阶阶导导数数,则则 点点 )(,00 xfx是是 拐拐 点点 的的 必必 要要 条条 件件 是是0)(0 xf.利用函数特性描绘函数图形利用函数特性描绘函数图形.第一步第一步第二步第二步 确定函数确定函数)(xfy 的定义域的定义域,对函数进行对函数进行奇偶性、周期性、曲线与坐标轴交点等性态的讨奇偶性、周期性、曲线与坐标轴交点等性态的讨论论,求出函数的一阶导数求出函数的一阶导数)(xf和二阶导数和二阶导数)(xf;求求出出方方程程0)(xf和和0)(xf 在在函
17、函数数定定义义域域内内的的全全部部实实根根,用用这这些些根根同同函函数数的的间间断断点点或或导导数数不不存存在在的的点点把把函函数数的的定定义义域域划划分分成成几几个个部部分分区区间间.(5)函数图形的描绘函数图形的描绘第三步第三步 确定在这些部分区间内确定在这些部分区间内)(xf和和)(xf的符的符号,并由此确定函数的增减性与极值及曲线的凹号,并由此确定函数的增减性与极值及曲线的凹凸与拐点凸与拐点(可列表进行讨论);可列表进行讨论);第四步第四步 确定函数图形的水平、铅直渐近线以及其确定函数图形的水平、铅直渐近线以及其他变化趋势他变化趋势;第五步第五步 描描出出与与方方程程0)(xf和和0)
18、(xf的的根根对对应应的的曲曲线线上上的的点点,有有时时还还需需要要补补充充一一些些点点,再再综综合合前前四四步步讨讨论论的的结结果果画画出出函函数数的的图图形形.例例7 7.,12并作函数的图形并作函数的图形渐近线渐近线拐点拐点区间区间凹凸凹凸极值极值的单调区间的单调区间求函数求函数 xxxy解解:)1(定义域定义域,1 x),1()1,1()1,(即即1)(2 xxxxf),(xf 奇函数奇函数y)2(222)1(11 xx,)1()3(2222 xxx,0 y令令.3,0,3 x得得y 222)1()3(2 xxx,)1(1)1(133 xx,0 y令令.0 x得可能拐点的横坐标得可能拐
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