导图社区 高数
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编辑于2024-09-04 13:28:16高数
矩阵
概念
m行n列,m×n个数组成的数表
表示:A
运算
三则运算
加减法
前提:两矩阵同型
方法:对应元素相加减
记为:A±B=C
性质:
交换律:A±B = B±A
结合律:A±(B±C)=(A±B)± C
特别的:A±O=A
数乘
用数字乘以矩阵 = 用数字乘以矩阵中的所有元素
记为:K×A
性质:
K(A+B)=KA+KB
K( lA)=(Kl)A
0A=O
(-1)×A= -A(负矩阵)
乘法
前提:前面的矩阵列数等于后面矩阵的行数 前列后行数等
方法:C=A中第i行元素与B中第j列对应元素乘积之和(A中行×B中列)
口诀:乘之前,前列后行 乘之后,前行后列(相乘相加)
性质
ABC=(AB)C=A(BC)
(A+B)C=AC+BC
C(A+B)=CA+CB
K(AB)=(KA)B=A(KB)
不满足交换率:
AB≠BA (未必相等) AE=EA=A
(A+B)(A-B)≠A²-B² (A+E)(A-E)=A²-E²
AB=O,推不出A=O或B=O AB=AC推不出B=C
性质运算
转置
原先的行变为列 (横着看,竖着写)
A≠Aᵀ (未必相等)
对称矩阵:A=Aᵀ 反对称矩阵:Aᵀ=-A
性质
(Aᵀ)ᵀ=A
(A+B)ᵀ=Aᵀ+Bᵀ
(AB)ᵀ=BᵀAᵀ
Aₘₓₙ×Bₙₓₛ=Cₘₓₛ Cᵀ→Dₛₓₘ Aᵀₙₓₘ,Bᵀₛₓₙ
(kA)ᵀ=k(Aᵀ)
逆矩阵(方阵)
定义:n阶方阵A存在n阶方阵B AB=BA=E,A可逆,A⁻¹=B
定理:∵AA*=A*A=|A|E ∴n阶方阵A可逆的充要条件是|A|≠0
求逆的方法
"凑" AB=BA=E A·( )=E
A⁻¹=(1/|A|)·A*
性质
唯一性
A可逆,KA(K≠0),可逆,AB可逆 A±B未必可逆
运算性质
(A⁻¹)⁻¹=A
(AB)⁻¹=B⁻¹A⁻¹
(Aᵀ)⁻¹=(A⁻¹)ᵀ
(KA)⁻¹=(1/K)A⁻¹
丨A⁻¹丨=1/丨A丨
方阵的行列式:丨A丨
只有方阵才有行列式
性质
丨AB丨=丨A丨丨B丨
丨Aᵀ丨=|A|
丨λA丨=λⁿ|A|
丨Aᴷ丨=|A|ᴷ
伴随矩阵(方阵)
A*对A中元素对应的代数余子式形成的矩阵的转置 Aᵢⱼ=(-1)ⁱ⁺ʲMᵢⱼ:代数余子式
行列式
类型
二阶行列式
计算:主对角相乘⁻斜对角相乘
三阶
四阶
性质
某行(列)加上或减去另一行(列)的几倍,行列式不变
第1行将下面行的首列变为零 在用第2行将下面第2列变为零 后面依次进行达到三角阵型
某行(列)乘k,等于K乘此列式
互换两行(列),行列式变号。就是提一个(-1)
两行(例)相同或成比例时,行列式为0
某行(列)为两项相加减时,行列式可拆成成两个行列式相加减
题型
7/7
子主题
1/7
=(x-α)ⁿ⁻¹[x+(n-1)a] 对角线一个数字,其余全是另一个数字
2/7
第一行都是1,后面行元素的指数依次增加
3/7
两行(例)相同或成比例时,行列式为0
某行(列)为两项相加减时,行列式可拆成成两个行列式相加减
一般求解行列式中是字母的题
4/7
求余子式(M),代数余子式(A)
5/7
D=αᵢ₁Aᵢ₁+αᵢ₂Aᵢ₂+···aᵢₙAᵢₙ(第i行) D=α₁ⱼA₁ⱼ+a₂ⱼA₂ⱼ+···aⱼAⱼ(第j列)
6/7
多个A或M相加减
找出这些A在行列式中对应的位置
然后用A前面的系数来替换这些数
7/7
给一个方程组,判断其解的情况请判断下列方程组是否有唯一解
方程组
齐次
D≠0:只有零解 D=0:有零解与非零解
非齐次
D≠0:只有一个非零解
D=0:有多个解或无解
函数
类型
复合函数
若y=f(u),而u=Ψ(x),则f[ψ(ⅹ)]为复合函数
反函数
由y=f(x)确定的y=f⁻¹(ⅹ)称为反函数。
性质
单调性与直接函数相同
与直接函数关于y=x对称
与直接函数定义域值域互换
初等函数
基本初等函数
常函数
幂函数
指数函数
对数函数
对数函数相加等于真数部分相乘
三角函数
反三角函数:arc+
当x>0时,y=ⅹˣ=eˣˡⁿˣ
幂指函数:y=xˣ
分段函数
绝对值函数
符号函数
y=sgnx,当x>0时,sgnx=1 当x=0时,sgnx=0 , 当x<0时,sgnx=-1
取整函数
y=[x],设x∈R,不超过x的最大整数称为x的整数部分,记为[x]
①x-1<[ⅹ]≤x ②lim [x] = 0 , lim [x]= -1 x→0⁺ x→0⁻
性质
无关性
有界性
单调性
当x₁<x₂时,都有f(x₁)<f(x₂),x↑,y↑,函数f(x)在区间D上是增函数 当x₁<x₂时,都有f(x₁)>f(x₂),x↑,y↓,函数f(x)在区间D上是减函数
周期性
奇偶性
奇函数:f(-x)=-f(x),关于原点对称 偶函数:f(-x)=f(x),关于y轴对称
四则运算
奇±奇=奇 奇×÷偶=奇
奇×÷奇=偶 偶±×÷偶=偶
奇±偶=非奇非偶
复合运算有偶则偶,或者最内层是个偶函数,一定是偶的, 只要最内层不是偶函数,则每层必须有奇偶性
常见函数
奇函数:x²ⁿ⁺¹,sinx,tanx,cotx,arcsinx,arctanx,cscx,f(x)-f(-x)
偶函数:x²ⁿ,cosx,secx,|x丨,f(x)+f(-x)
常考题题型
三、函数的性质
判断奇偶性
方法1:直接化简
方法2:利用奇偶性定义的变形公式 (加奇,减偶)
f(x)是偶函数:f(-ⅹ)-f(x)=0,
f(x)是奇函数:f(-x)+f(x)=0
一、求定义域
定义域概念
函数定义域是函数自变量的取值范围
题型
条件中给定具体的函数解析式
带见函数求定义域方法
根据解析式的特征列出不等式(组)解出
确定函数定义域的方法:常见函数的定义域 (1)关系式为整式时,函数定义域为全体实数; (2)关系式含有分式时,分式的分母≠0; (3) 对数函数的真数大于0,即logₐb中b>0。α<lnx<b⇨eᵃ<x<eᵇ (4)关系式含有偶次根式时,被开放方数≥0; (5)关系式中含有指数为零的式子时,底数≠0; (6) 对数型函数:x=aʸ⇔y = logₐx( a >0且α≠1) (真数>0) 定义域为(0,+ o ) , 值域为(-∞,+∞) (6)实际问题中,函数定义域还要和实际情况相符合,使之有意义。 (7) 反正弦函数、反余弦函数符号内的表达式介于-1与1之间,即arcsinα、arccosα中-1≤a≤1 (8) 正切型函数 (相位≠π/2+kπ,k≠Z) (7) 复合函数的定义域为简单函数的定义域所构成的不等式组的解集 (8) 函数y=f(x)与y=f(u)为同一函数,x与u范围即两函数定义域相同 (9)二元一次方程看开口与根在来判≥多少时x的范围(定义域) 一元二次不等式:大于在两边,小于在中间
特殊函数方法
三角不等式
高次不等式
数轴穿针引线法
子主题
奇穿偶不穿
绝对值不等式→去绝对值
|a|>b⇔α>b或α<-b |a|<3⇔-3<α<3 (大于在两边,小于夹中间)
两边都是绝对值→两边直接平方
分类讨论:零点分段法 (零点:使绝对值里等于0的数)
抽象型函数定义域
理解函数对应反则,求ⅹ的范围
已知函数的定义域,求参数的取值范围
结合解析式的形式特征列出不等式 不确定的,要讨论确定 一般会转化为恒成立问题
二、函数解析式的求法
换元法:已知f[ψ(x)]的表达式,求f(x)可用换元法,令u=ψ(x),解出x,代入等式后面算出,将u代回ⅹ。
配凑法
待定系数法:应用于已知函数类型(如已知f(x)为二次函数)的题目
解方程组法:应用于已知f(x)与f[g(ⅹ)]等量关系的题目
赋值法
代入法:应用于已知f(x)解析式求f[g(x)]解析式的题目
四、分段函数
求其定义域时是两个x取值的并集
方法: 确定要求值的自变量属于哪一段区间→带入该段的解析式 当出现f(f(x₀))的形式时→从内到外求值 已知函数值求对应自变量→先判断每一段上函数值的范围
五、反函数的求法
方法:先反解出x,再x和y互换,写定义域
六、复合函数问题
题型一:已知y=f(x),求f[ψ(x)] 方法:直接代入即可
题型二:复合函数的拆分 方法:由外到内
题型三:已知f[ψ(x)],求f(ⅹ) 方法:换元,凑型
初等数学常用公式
极限
求极限方法
∞/∞
抓大头(留大弃小)
”
洛必达
极限的存在性
什么情况下讨论左右极限 ①出现分段函数在界点 ②aˣ出现 ③arctan□
性质
无穷小
当X→□,f(X)→0,f(X)是当X→□时的无穷小
求极限若出现有界则考虑无穷小性质
子主题
e⁻∞→0
浮动主题
浮动主题
A可逆→A非奇异→A满秩