【高等数学】基础知识点梳理(张宇2024版)
文章目录
- 【 第1讲 高等数学预备知识 】
- 1.1 函数的概念与特性
- 1.2 函数的图像
- 1.2.1 直角坐标系下的图像
- 1.2.2 极坐标系下的图像
- 1.2.3 参数方程
- 1.3 常用基础知识
- @【 情报#1 】
- 【 第2讲 数列极限 】
- 2.1 数列极限
- 2.2 求数列极限
- @【 情报#2 】
- 【 第3讲 函数极限与连续性 】
- 3.1 函数极限
- 3.1.1 函数极限的概念
- 3.1.2 函数极限的性质 & 运算规则
- 3.2 连续与间断
- @【 情报#3 】
- 【 第4讲 一元函数微分学的概念与计算 】
- 4.1 概念
- 4.2 导数与微分的计算
- @【 情报#4 】
【 第1讲 高等数学预备知识 】
1.1 函数的概念与特性
- 函数:自变量、因变量
- 反函数:严格单调函数必有反函数;有反函数的函数比一定是单调函数(分段の函数);函数与反函数的图像、对称特点
- 复合函数
- 【 函数的四种特性 】:有界性、单调性、奇偶性、周期性
- 【 函数の重要结论(7)】
1.2 函数的图像
1.2.1 直角坐标系下的图像
常见图像
- 基本初等函数:常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数
- 常数函数:作用:找交点个数、求分布函数
- 幂函数:图像,定义域、值域,常用幂函数,单调性(研究单调性简化计算)
- 指数函数:图像,定义域、值域,单调性,常用指数函数,极限,特殊函数值
- 对数函数:图像,定义域、值域,单调性,常用对数函数,极限,特殊函数值,常用公式(幂指函数)
- 三角函数:图像,定义域、值域,奇偶性,周期性,有界性,特殊函数值
- 正弦函数&余弦函数
- 正切函数&余切函数
- 反三角函数:图像,定义域、值域,单调性,奇偶性,有界性,性质
- 反正弦函数&反余弦函数
- 反正切函数&反余切函数
- 初等函数:
- 幂指函数
- 图像:极限、导数
- 分段函数:
- 绝对值函数
- 符号函数
- 取整函数:两个注意点
图像变换
- 平移变换:左右、上下
- 对称变换:x轴、y轴、原点、y=x、绝对值(x轴下方翻转、y轴右侧翻转)
- 伸缩变换:水平伸缩、垂直伸缩
1.2.2 极坐标系下的图像
- 描点法画常见图像:心形线、玫瑰线、阿基米德螺线、伯努利双纽线
- 直角坐标系观点画极坐标系下图像:
- 画直角系下r,θ图像
- 对应到极坐标系下
1.2.3 参数方程
- 摆线:外摆、平摆、内摆
- 星形线
1.3 常用基础知识
- 数列
- 等差数列:通项公式、前n项和Sn
- 等比数列:通项公式、前n项和Sn
- 常见数列前n项和:∑(k)、∑(k^2)、∑( 1/k(k+1) )
- 【 三角函数 】
- 三角函数基本关系
- 诱导公式
- 特殊的三角函数值
- 重要公式:倍角公式、半角公式、和差公式、积化和差公式/和差化积公式、万能公式
- 指数运算法则
- 对数运算法则
- 一元二次方程基础
- 因式分解公式
- 阶乘与双阶乘
- 【 常用不等式 】
@【 情报#1 】
- @ 神秘的数字0/1
- @ 相同单调性替换放缩,简化计算
- @ 连续不等式证明、“f-f” => 拉格朗日中值定理
- "ε-N语言"证明极限 lim x → ∞ q u = 0 \lim\limits_{x \to \infty}q^u = 0 x→∞limqu=0
- 高中数学基础知识 -【高中数学】课本知识速通
- 高考数学怕忘公式?一个视频梳理完重要公式、结论!
- 常用数学符号:∀,∃,δ
【 第2讲 数列极限 】
2.1 数列极限
- 引言
- 数列极限定义:“ε-N语言”; 数列收敛与其子列收敛的关系
- 收敛数列的性质:唯一性; 有界性; 保号性
- 极限运算规则
- 夹逼准则
- 单调有界准则
2.2 求数列极限
- 证明1/2:定义 / 性质; 【 三部曲 / ε语言 】
- 数列极限定义:四要素
- 收敛数列性质:唯一性、有界性、保号性、推论
- 运算规则
- 证明3:【 夹逼准则 】
- 证明4:【 单调有界准则 】
@【 情报#2 】
- @:“δ-N语言”
- 子列法证明极限不存在
- 无界变量但不是无穷大量
- @:"∞-∞"型 => “n/(a+b)” 型
- 证明极限存在 => 求值
- @:数学归纳法 / 相减法 / 创新法 => 求数列通项
- @:单调有界准则证明数列极限
- @:假设法证明数列单调性(假设的依据,假设为真的合理性)
- 有界数列的"界"不一定是极限
- 保号性的推论
- @:裂项相消求极限
- @:反证法求解通项【】
- @:夹逼准则变式:x ≤ y ≤ z , x < y = z
- 充分必要条件的理解
- @:"放缩+假设"法 => 确定数列上下界
- @:定义法求解 limXn = A
- arctanx < x
- 恒等变形
- 数列极限核心要点:有界、单调、极限值
- @:脱帽 / 带帽 公式
- 重点研究不等关系
- @ 十大不等式
- 普遍规律:存在即唯一
- @ 证明数列收敛思路:
- 证明An → 0,转化为| An | → 0
- 单调递推式 => 单调有界准则
- 证明1:①先写距离,另起<ε ②反解除n的范围:n>g(ε) ③取N=[ g(ε) ] + 1
【 第3讲 函数极限与连续性 】
3.1 函数极限
- 数列极限重在证明
- 函数极限重在计算
- 微积分计算基础 → 函数极限
3.1.1 函数极限的概念
- 邻域
- 一维的情形:邻域,δ邻域,去心δ邻域,左、右δ邻域
- 二维的情形:邻域,δ邻域,去心δ邻域,左、右δ邻域
- δ邻域的几何意义; 邻域与区间(区域)
- 函数极限的定义
- ε - δ 语言
- ε - X 语言
- 魏尔斯特拉斯,显微镜、望远镜
- 函数的单侧极限
- 函数极限存在的充要条件:左右极限存在且相等; 等式脱帽法
3.1.2 函数极限的性质 & 运算规则
- 函数极限的性质:唯一性; 局部有界性; 局部保号性
- 【极限运算规则 】
- 【 夹逼准则 】
- 【 洛必达法则 】:法则一、法则二
- 右存在 => 左存在;左存在 ≠> 右存在
- 不可用在离散情况(需要海涅定理调和)
- 【 泰勒公式 】
- 掌握重要函数的泰勒公式
- 掌握高阶无穷小计算规则(符号计算)
- 使用泰勒公式计算时,函数应展开的x次幂:①A / B:上下同阶原则 ②A - B:幂次最低原则
- 【 归结原则/海涅定理 】:①定义 ②意义:函数极限和数列极限可以相互转化
- 考点1(右→左):取两个不同数列{Xn},{Yn},来否定函数极限的存在性
- 考点2(左→右):函数极限确定数列极限
- 无穷小比阶:无穷小定义
- 无穷小比阶:高阶无穷小、低阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小、k阶无穷小
- 并非任意两个无穷小可进行比阶 p39
- 无穷小运算规则:加减法、乘除法、非零常数相乘不影响阶数
- 【 常用等价无穷小 】:广义化 → 复合函数 等价无穷小
3.2 连续与间断
- 连续点的定义:函数连续 → 函数极限求函数值
- 间断点的定义与分类:
- 第一类间断点:可去间断点/可补间断点、跳跃间断点
- 第二类间断点:无穷间断点、震荡间断点、其他间断点
@【 情报#3 】
- 基础例题精解(题型):
- 函数极限的性质:唯一性、局部有界性、局部保号性
- 七中未定式的计算:化简、判断类型、选择相应的方法计算
- 已知某一极限,求另一极限
- 已知极限,反求参数
- 无穷小比阶
- 函数的连续与间断
- "ε-X"语言
- 海涅定理:证明x->0,lim[(1/x)sin(1/x)]不存在
- @:常用等价无穷小
- @:2个重要极限:①x->0,lim(sinx/x)=1 ②x->∞,(1+1/x)x=e
- 连续函数在开(闭)区间有界定理(局部有界性)
- 七种未定式的计算方法:运算规则、夹逼准则、洛必达、泰勒、归结、创造无穷小量
- 等式脱帽法
- “△头轻脚重” => 倒代换
- x->0-,lima[x]=-a,x->0+,lima[x]=0
- ∞ ≠ 不存在,无穷大是广义的数,特殊的(不)存在
- 存在即数值
- 求极限 -> 存在极限(可以不证明)
- @:等价变形凑公式:ln(sinx/x) = ln(1+sinx/x)
- 局部有界性:[ ]连续 => 有界,有界 ≠> ()连续
- 自变量趋向的双向性
- f(x)有极限 => f(x)有界 ≠> f(x)有极限
- 局部保号性的证明题,取ε=A/2
【 第4讲 一元函数微分学的概念与计算 】
4.1 概念
- 引例:平均变化率、瞬时变化率(速度)、切线、极限位置、切线的斜率
- 导数的概念:
- 可导、导数、导数的写作、增量式、差值式
- 单侧导数:左导数、右导数
- 可导的充分必要条件
- 单侧切线
- 无穷级数
- 微分的概念:微分、可微的判别、可微的含义、充要条件、可微的几何意义
4.2 导数与微分的计算
- 四则运算:①和、差的导数(微分);②积的导数(微分);③商的导数(微分)
- 分段函数的导数:定义法、公式法
- 复合函数的导数与微分形式不变形
- 反函数的导数
- 参数方程所确定的函数的导数
- 隐函数求导法
- 对数求导法
- 幂指函数求导法
- 高阶导数:归纳法、高阶求导公式、泰勒公式
- 变限积分求导公式
- 基本求导公式
@【 情报#4 】
- 基础例题精解(例题)
- 概念类
- 计算类
- x=0处可导,x0处可导 => 极限可拆;x0处不可导 => 极限不可拆
- f(x)在x=x0处连续,且x->x0, lim f(x)/x-x0=A => f(x0)=0,f’(x) =A
- 考察△x->0, lim (△y-dy)/dy
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