考研数学高数定理定义总结
发布人:系统管理员  发布时间:2009-04-05   浏览次数:54

1、函数的有界性在定义域内有fK1则函数f在定义域上有下界,K1为下界;如果有fK2,则有上界,K2称为上界。函数f在定义域内有界的充分必要条件是在定义域内既有上界又有下界。

2、数列的极限定理数列不能同时收敛于两个不同的极限。

定理如果数列收敛,那么数列一定有界。

如果数列无界,那么数列一定发散;但如果数列有界,却不能断定数列一定收敛,例如数列1,-11,-1n+1…该数列有界但是发散,所以数列有界是数列收敛的必要条件而不是充分条件。

定理如果数列收敛于a,那么它的任一子数列也收敛于a。如果数列有两个子数列收敛于不同的极限,那么数列是发散的,如数列1,-11,-1n+1…中子数列收敛于1,收敛于-1,却是发散的;同时一个发散的数列的子数列也有可能是收敛的。

3、函数的极限函数极限的定义中0lt;xx0表示xx0,所以xx0f有没有极限与f在点x0有没有定义无关。

定理如果limfA,而且A0,就存在着点那么x0的某一去心邻域,当x在该邻域内时就有f00),反之也成立。

函数fxx0时极限存在的充分必要条件是左极限右极限各自存在并且相等,即ff,若不相等则limf不存在。

一般的说,如果limfc,则直线yc是函数yf的形水平渐近线。如果limf=∞,则直线xx0是函数yf形的铅直渐近线。

4、极限运算法则定理有限个无穷小之和也是无穷小;有界函数与无穷小的乘积是无穷小;常数与无穷小的乘积是无穷小;有限个无穷小的乘积也是无穷小;定理如果F1F2,而limF1alimF2b,那么ab

5、极限存在准则两个重要极限lim1limx1。夹逼准则如果数列、、满足下列条件:ynxnznlimynalimzna,那么limxna,对于函数该准则也成立。

单调有界数列必有极限。

6、函数的连续性设函数yf在点x0的某一邻域内有定义,如果函数fxx0时的极限存在,且等于它在点x0处的函数值f,即limff,那么就称函数f在点x0处连续。

不连续情形:1、在点xx0没有定义;2、虽在xx0有定义但limf不存在;3、虽在xx0有定义且limf存在,但limff时则称函数在x0处不连续或间断。

如果x0是函数f的间断点,但左极限及右极限都存在,则称x0为函数f的第一类间断点。非第一类间断点的任何间断点都称为第二类间断点。

定理有限个在某点连续的函数的和、积、商是个在该点连续的函数。

定理如果函数f在区间Ix上单调增加或减少且连续,那么它的反函数xf在对应的区间Iy=上单调增加或减少且连续。反三角函数在他们的定义域内都是连续的。

定理在闭区间上连续的函数在该区间上一定有最大值和最小值。如果函数在开区间内连续或函数在闭区间上有间断点,那么函数在该区间上就不一定有最大值和最小值。

定理在闭区间上连续的函数一定在该区间上有界,即mfM。定理设函数f在闭区间上连续,且ff异号×flt;0),那么在开区间内至少有函数f的一个零点,即至少有一点ξ在点x0处可导的充分必要条件是在点x0处的左极限lim/h及右极限lim/h都存在且相等,即左导数f-′右导数f+′存在相等。

2、函数f在点x0处可导=函数在该点处连续;函数f在点x0处连续≠在该点可导。即函数在某点连续是函数在该点可导的必要条件而不是充分条件。

3、原函数可导则反函数也可导,且反函数的导数是原函数导数的倒数。

4、函数f在点x0处可微=函数在该点处可导;函数f在点x0处可微的充分必要条件是函数在该点处可导。

1、定理如果函数f在闭区间上连续,在开区间内可导,且在区间端点的函数值相等,即ff,那么在开区间内至少有一点ξ如果函数f在闭区间上连续,在开区间内可导,那么在开区间内至少有一点ξ如果函数fF在闭区间上连续,在开区间内可导,且F‘在内的每一点处均不为零,那么在开区间内至少有一点ξ,使的等式/f/F‘成立。

4、洛必达法则应用条件只能用与未定型诸如0/0、∞/∞、0×∞、∞-∞、001∞、∞0等形式。

5、函数单调性的判定法设函数f在闭区间上连续,在开区间内可导,那么:如果在内f0,那么函数f在上单调增加;如果在内flt;0,那么函数f在上单调减少。

如果函数在定义区间上连续,除去有限个导数不存在的点外导数存在且连续,那么只要用方程f‘=0的根及f’不存在的点来划分函数f的定义区间,就能保证f‘在各个部分区间内保持固定符号,因而函数f在每个部分区间上单调。

6、函数的极值如果函数f在区间内有定义,x0是内的一个点,如果存在着点x0的一个去心邻域,对于这去心邻域内的任何点xff均成立,就称f是函数f的一个极小值。

在函数取得极值处,曲线上的切线是水平的,但曲线上有水平曲线的地方,函数不一定取得极值,即可导函数的极值点必定是它的驻点,但函数的驻点却不一定是极值点。

定理设函数fx0处可导,且在x0处取得极值,那么函数在x0的导数为零,即f‘=0。定理设函数fx0一个邻域内可导,且f’=0,那么:如果当xx0左侧临近的值时,f‘恒为正;当xx0右侧临近的值时,f’恒为负,那么函数fx0处取得极大值;如果当xx0左侧临近的值时,f‘恒为负;当xx0右侧临近的值时,f’恒为正,那么函数fx0处取得极小值;如果当xx0左右两侧临近的值时,f‘恒为正或恒为负,那么函数fx0处没有极值。

定理设函数fx0处具有二阶导数且f‘=0f‘‘≠0那么:当f‘‘lt;0时,函数fx0处取得极大值;当f‘‘0时,函数fx0处取得极小值;驻点有可能是极值点,不是驻点也有可能是极值点。

7、函数的凹凸性及其判定设f在区间Ix上连续,如果对任意两点x1x2恒有flt;/2,那么称f在区间Ix上形是凹的;如果恒有f/2,那么称f在区间Ix上形是凸的。

定理设函数f在闭区间上连续,在开区间内具有一阶和二阶导数,那么若在内f‘’0,则f在闭区间上的形是凹的;若在内f‘’lt;0,则f在闭区间上的形是凸的。

判断曲线拐点的步骤求出f‘’;令f‘’=0,解出这方程在区间内的实根;对于中解出的每一个实根x0,检查f‘’在x0左右两侧邻近的符号,如果f‘’在x0左右两侧邻近分别保持一定的符号,那么当两侧的符号相反时,点)是拐点,当两侧的符号相同时,点)不是拐点。

在做函数形的时候,如果函数有间断点或导数不存在的点,这些点也要作为分点。

1、原函数存在定理定理如果函数f在区间I上连续,那么在区间I上存在可导函数F,使对任一xI都有F‘=f;简单的说连续函数一定有原函数。

分部积分发如果被积函数是幂函数和正余弦或幂函数和指数函数的乘积,就可以考虑用分部积分法,并设幂函数和指数函数为u,这样用一次分部积分法就可以使幂函数的幂降低一次。如果被积函数是幂函数和对数函数或幂函数和反三角函数的乘积,就可设对数和反三角函数为u

2、对于初等函数来说,在其定义区间上,它的原函数一定存在,但原函数不一定都是初等函数。

1、定积分解决的典型问题曲边梯形的面积变速直线运动的路程

2、函数可积的充分条件定理设f在区间上连续,则f在区间上可积,即连续=可积。

定理设f在区间上有界,且只有有限个间断点,则f在区间上可积。

3、定积分的若干重要性质性质如果在区间上f0则∫abfdx0。推论如果在区间上fg则∫abfdx≤∫abgdx。推论∫abfdx≤∫abfdx。性质设Mm分别是函数f在区间上的最大值和最小值,则m≤∫abfdxM,该性质说明由被积函数在积分区间上的最大值及最小值可以估计积分值的大致范围。

性质如果函数f在区间上连续,则在积分区间上至少存在一个点ξ,使下式成立:∫abfdxf

4、关于广义积分设函数f在区间上除点c

直角坐标系下

极坐标系下

旋转体体积指曲线的方程)

平行截面面积为已知的立体体积dx,其中A为截面面积)

功、水压力、引力

函数的平均值∫abfdx

1、多元函数极限存在的条件极限存在是指P以任何方式趋于P0时,函数都无限接近于A,如果P以某一特殊方式,例如沿着一条定直线或定曲线趋于P0时,即使函数无限接近某一确定值,我们还不能由此断定函数极限存在。反过来,如果当P以不同方式趋于P0时,函数趋于不同的值,那么就可以断定这函数的极限不存在。例如函数:f={0/x^2+y^20

2、多元函数的连续性定义设函数f在开区域D内有定义,P0D的内点或边界点且P0D,如果limff则称f在点P0连续。

性质在有界闭区域D上的多元连续函数,在D上一定有最大值和最小值。

性质在有界闭区域D上的多元连续函数,如果在D上取得两个不同的函数值,则它在D上取得介于这两个值之间的任何值至少一次。

3、多元函数的连续与可导如果一元函数在某点具有导数,则它在该点必定连续,但对于多元函数来说,即使各偏导数在某点都存在,也不能保证函数在该点连续。这是因为各偏导数存在只能保证点P沿着平行于坐标轴的方向趋于P0时,函数值f趋于f,但不能保证点P按任何方式趋于P0时,函数值f都趋于f

4、多元函数可微的必要条件一元函数在某点的导数存在是微分存在的充分必要条件,但多元函数各偏导数存在只是全微分存在的必要条件而不是充分条件,即可微=可偏导。

5、多元函数可微的充分条件定理如果函数zf的偏导数存在且在点连续,则函数在该点可微分。

6。多元函数极值存在的必要、充分条件定理设函数zf在点具有偏导数,且在点处有极值,则它在该点的偏导数必为零。

定理设函数zf在点的某邻域内连续且有一阶及二阶连续偏导数,又fx0fy0,令fxx0AfxyBfyyC,则f在点处是否取得极值的条件如下:ACB20时具有极值,且当Alt;0时有极大值,当A0时有极小值;ACB2lt;0时没有极值;ACB20时可能有也可能没有。

7、多元函数极值存在的解法解方程组fx0fy0求的一切实数解,即可求得一切驻点。

对于每一个驻点,求出二阶偏导数的值ABC。定出ACB2的符号,按充分条件进行判定f是否是极大值、极小值。

注意:在考虑函数的极值问题时,除了考虑函数的驻点外,如果有偏导数不存在的点,那么对这些点也应当考虑在内。

1、二重积分的一些应用曲顶柱体的体积曲面的面积

平面薄片的质量平面薄片的重心坐标dσ,Iy=∫∫x2ρdσ;其中ρ为在点处的密度。

平面薄片对质点的引力

2、二重积分存在的条件当f在闭区域D上连续时,极限存在,故函数fD上的二重积分必定存在。

3、二重积分的一些重要性质性质如果在D上,f≤ψ,则有不等式∫∫fdxdy≤∫∫ψdxdy,特殊地由于-fff又有不等式∫∫fdxdy≤∫∫fdxdy。性质设Mm分别是f在闭区域D上的最大值和最小值,σ是D的面积,则有mσ≤∫∫fdσ≤Mσ。

性质设函数f在闭区域D上连续,σ是D的面积,则在D上至少存在一点使得下式成立:∫∫fdσ=fσ4、二重积分中标量在直角与极坐标系中的转换把二重积分从直角坐标系换为极坐标系,只要把被积函数中的xy分别换成ycosθ、rsinθ,并把直角坐标系中的面积元素dxd

 
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