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微积分基本知识
第一章、 极限与连续
一、 数列的极限 1. 数列 定义:
按着正整数的顺序排列起来的无穷多个数 x1,,xn, 叫数列,记作?xn?,并吧每个数叫做数列的项,第n个数叫做数列
的第n项或通项 界的概念:
一个数列?xn?,若?M?0,s..t对?n?N*,都有xn?M,则称?xn?是有界的: 若不论M有多大,总?m?N*,s..txm?M,则称?xn?是无界的 若a?xn?b,则a称为xn的下界,b称为xn的上界
?xn?有界的充要条件:?xn?既有上界,又有下界
2. 数列极限的概念 定义:
设?xn?为一个数列,a为一个常数,若对???0,总?N,s..t当n?N时,有
xn?a?? 则称a是数列?xn?的极限,记作limxn?a或xn?a(n??)
n??数列有极限时,称该数列为收敛的,否则为发散的 几何意义:
从第N?1项开始,?xn?的所有项全部落在点a的?邻域(a??,a??)
3. 数列极限的性质
①唯一性 ②收敛必有界 ③保号性:极限大小关系?数列大小关系(n?N时) 二、 函数的极限 1.定义:两种情形
①x?x0:设f(x)在点x0处的某去心邻域有定义,A为常数,若对???0,???0,
s..t当0?x?x0??时,恒有f(x)?A??成立, 则称f(x)在x?x0时有极限A
记作limf(x)?A或f(x)?A(x?x0)
x?x0几何意义:对???0,???0,s..t当0?x?x0??时,f(x)介于两直线y?A??
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单侧极限:设f(x)在点x0处的右侧某邻域有定义,A为常数,若对???0,???0,
s..t当0?x?x0??时,恒有f(x)?A??成立,称f(x)在x0处有右极限A,
?f(x)?A 记作lim或f(x)?A0?x?x0x?x0??)?f(x0)=A limf(x)?A的充要条件为:f(x0垂直渐近线:当limf(x)??时,x?x0为f(x)在x0处的渐近线
x?x0②x??:设函数f(x)在x?b?0上有定义,A为常数,若对???0,?X?b,s..t当x?X时,有f(x)?A??成立,则称f(x)在x??时有极限A,记作
limf(x)?A或f(x)?A(x??)
x??limf(x)?A的充要条件为:limf(x)?limf(x)?A
x??x???x???水平渐进线: 若limf(x)?A或limf(x)?A,则y?A是f(x)的水平渐近线
x???x???2.函数极限的性质:
①唯一性 ②局部有界性 ③局部保号性(②③在当0?x?x0??时成立) 三、 极限的运算法则
1. 四则运算法则
设f(x)、g(x)的极限存在,limf(x)?A,limg(x)?B则 ①limf(x)?g(x)?A?B ②lim[f(x)g(x)]?AB ③limf(x)A? (当B?0时) g(x)B④limcf(x)?cA (c为常数) ⑤lim[f(x)]k?Ak (k为正整数) 2. 复合运算法则
设y?f[?(x)],若lim?(x)?a,则limf[?(x)]?f(a)
x?x0x?x0可以写成limf[?(x)]?f[lim?(x)] (换元法基础)
x?x0x?x0四、极限存在准则及两个重要极限
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1.极限存在准则 ①夹逼准则
设有三个数列?xn?,?yn?,?zn?,满足
yn?xn?zn , limyn?limzn?a 则limxn?a
n??n??n??②单调有界准则 有界数列必有极限 3. 重要极限
1sinx?1?①lim?1 ②lim?1???e 或lim?1?x?x?e x?0x?0x??x?x?x五、无穷大与无穷小 1.无穷小:
在自变量某个变化过程中limf(x)?0,则称f(x)为x在该变化过程中的无穷小 ※ 若f(x)?0,则f(x)为x在所有变化过程中的无穷小
若f(x)??,则f(x)不是无穷小 性质:1.有限个无穷小的代数和为无穷小 2.常量与无穷小的乘积为无穷小 3.有限个无穷小的乘积为无穷小
4.有极限的量与无穷小的乘积为无穷小 5.有界变量与无穷小的乘积为无穷小
定理:limf(x)?A的充要条件是f(x)?A??(x),其中?(x)为x在该变化中过程中的无穷小
无穷小的比较:(趋于0的速度的大小比较)
???(x),???(x),为同一变化过程中的无穷小
若lim??c(c?0常数) 则?是?的同阶无穷小 (当c?1时为等价无穷小) ???c(c?0常数) 则?是?的k阶无穷小 k?若lim若lim??0 则?是?的高阶无穷小 ?sinxtanxarcsinxarctanxln(1?x)ex?1;
常用等价无穷小:(x?0)x1?cosxx2;(1??x)??1??x;ax?1xlna 2.. .
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2.无穷大:
设函数f(x)在x0的某去心邻域有定义。若对于?M?0,???0s..t当0?x?x0??时,恒有f(x)?M
称f(x)当x?x0时为无穷大,记作limf(x)??
x?x01??无穷大为无穷小??limf(x)??定理:limf(x)? ? (下:趋于某点,去心邻域不为0)
1?无穷小为无穷大???limf(x)??※ 无穷大的乘积为无穷大, 其和、差、商不确定
六、连续函数 1.定义
设函数y?f(x)在x0某邻域有定义,若对???0,???0s..t当0?x?x0??时,恒有: f(x)?f(x0)??
也可记作 limf(x)?f(x0) 或 lim?y?0
x?x0?x?0??f(x0)?f(x0)(或f(x0)?f(x0))为左(或右)连续
2.函数的间断点
?左右极限相等,该处无定义可去间断点第一类间断点:左右极限存在?
左右极限不等跳跃间断点?第二类间断点:无穷间断点,震荡间断点等
3.连续函数的运算
若函数f(x)与g(x)都在x处连续,则函数
f(x)?g(x),f(x)g(x),
f(x) (g(x)?0) g(x)定理:y?f[g(x)],g(x0)?u0,若g(x)在x0处连续,f(g)在u0处连续,则
y?f[g(x)]在x0处连续
4. 闭区间连续函数的性质
① 最值定理:f(x)在[a,b]上连续, 则?x1,x2,对一切x?[a,b]有
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f(x1)?f(x)?f(x2)
②介值定理:f(x)在[a,b]上连续,对于f(a)与f(b)之间的任何数u,至少?一点?,
s..tf(?)?u
第二章、 导数
一、导数的概念
定义:设函数y?f(x)在点x0的某邻域有定义,如果极限 lim?x?0f(x0??x)?f(x0) 存在,则称函数y?f(x)在点
?xx0可导,极限值为函数y?f(x)在点x0处的导数,记为f'(x0)
单侧导数:设函数y?f(x)在点x0处的左侧(x0??,x0]有定义,若极限 lim??x?0f(x0??x)?f(x0) 存在,则称此极限为函数
?xy?f(x)在点x0处的左导数,记为f?'(x0),类似有右导数f?'(x0)
导函数:函数y?f(x)在某区间上可导,则 f'(x)?lim?x?0f(x??x)?f(x)
?x性质:①函数y?f(x)在点x0处可导的充要条件f?'(x0)?f?'(x0) ②可导?连续
导数的几何意义: 函数点处的切线斜率 二、求导法则
1.函数的和、差、积、商的求导法则
定理:若u?u(x),v?v(x)都在x处可导,则函数u(x)?v(x)在x处也可导,且 [u(x)?v(x)]'?u'(x)?v'(x)
定理:若u?u(x),v?v(x)都在x处可导,则函数u(x)v(x)在x处也可导,且 [u(x)v(x)]'?u'v?uv' 推论:若u1,,un都在x处可导,则函数u1u2un在x处也可导,且
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