导图社区 高数同济第七版上册
这是一篇关于高数同济第七版上册的思维导图,主要内容有函数与极限、导数与微分、微分中值定理与导数的应用、不定积分等。
编辑于2023-01-07 17:32:33 四川省高数
函数与极限
映射与函数
映射定义设X、Y是两个非空集合,如果存在一个法则f ,使得对X中每个元素x ,按法则f,在Y中有唯一确定的元素y与之对应,那么称f为从X到Y的映射,记作f:X→Y, 其中y称为元素x(在映射f下)的像,并记作f( x),即y =f( x), 而元素x称为元素y (在映射f下)的一个原像;集合X称为映射f的定义域,记作D,,即D,=X;X中所有元素的像所组成的集合称为映射f的值域,记作R,或f(X ) ,即R,=f(X)= {f( x ) lx E X }.
函数定义:定义设数集DCR,则称映射f:D→R为定义在D上的函数,通常简记为y =f(x),x a D,其中x称为自变量,y称为因变量,D称为定义域,记作 D,,即D,= D.
函数特性:有界性 单调性 奇偶性 周期性
数列的极限
定义设{x}为一数列,如果存在常数a ,对于任意给定的正数s (不论它多么小),总存在正整数N ,使得当n>N时,不等式l x , 一a l<s都成立,那么就称常数α是数列|xn}的极限,或者称数列{x。收敛于a ,记为limxn = a或xn>a (n →∞).
定理1(极限的唯一性)如果数列{x}收敛,那么它的极限唯一.
定理2(收敛数列的有界性)如果数列{x。}收敛,那么数列{x}一定有界.
定理3(收敛数列的保号性)如果limx =a ,且a>0(或a<0) ,那么存在正整数N,当n>N时,都有x ,>0(或x ,<0 ) .
定理3(收敛数列的保号性)如果limx =a ,且a>0(或a<0) ,那么存在正整数N,当n>N时,都有x ,>0(或x ,<0 ) .
定理4(收敛数列与其子数列间的关系)如果数列{x}收敛于a ,那么它的任一子数列也收敛,且极限也是a.
函数的极限
分类:1.自变量趋于有限值时函数的极限2.自变量趋于无穷大时函数的极限
定理1(函数极限的唯一性)如果limf( x)存在,那么这极限唯一.
定理2(函数极限的局部有界性)如果limf( x )= A,那么存在常数M>0和>0,使得当0<lx-xl<6时,有lf(x )l≤M
定理3(函数极限的局部保号性)如果limf( x )= A,且A>0(或A<0) ,那么存在常数6>0,使得当0<lx一xol<6时,有f(x)>0(或f(x )<0 )
无穷大与无穷小
无穷小:如果函数f(x)当x→X。(或x→ c )时的极限为零,那么称函数f( x)为当x—→X。(或x→∞)时的无穷小
无穷大:设函数f(x)在x的某一去心邻域内有定义(或lxl大于某一正数时有定义).如果对于任意给定的正数M(不论它多么大),总存在正数8(或正数X) ,只要x适合不等式0<lx一x,l<8(或lxl>X ) ,对应的函数值fx)总满足不等式l f( x )l>M ,那么称函数f(x)是当x→>x(或x→∞ )时的无穷大.
极限运算法则
定理1两个无穷小的和是无穷小.
定理2有界函数与无穷小的乘积是无穷小.
推论1常数与无穷小的乘积是无穷小.
推论2有限个无穷小的乘积是无穷小.
极限存在准则 两个重要极限
夹逼准则
单调有界函数列必有极限
柯西极限存在准则
无穷小的比较
定理β 与α是等价无穷小的充分必要条件为β=α+o( α )
函数的连续性和间断点
连续性:设函数y=f(x)在点x的某一邻域内有定义,如果limf( x)=.f(xo),那么就称函数f(x)在点x,连续.
间断点:跳跃 可去 无穷 振荡 (左右均存在:第一类 ,非一类则二类)
连续函数的运算与初等函数的连续性
连续函数的和、差、积、商的连续性
反函数与复合函数的连续性
初等函数的连续性
闭区间上连续函数的性质
定理1(有界性与最大值最小值定理)在闭区间上连续的函数在该区间上有界且一定能取得它的最大值和最小值.
定理2(零点定理)设函数f(x)在闭区间a ,b]上连续﹐且f( a)与f(b)异号(即f(a)·f( b )<0) ,则在开区间( a ,b)内至少有一点末,使f()=
推论在闭区间[ a , b]上连续的函数f(x )的值域为闭区间[ m ,M] ,其中m 与M依次为f(x)在[ a , b]上的最小值与最大值.
定义设函数f(x )在区间Ⅰ上有定义.如果对于任意给定的正数s ,总存在正数8,使得对于区间Ⅰ上的任意两点 、x2 ,当lx, —x,l<6时,有l f( x, ) -f( xc , )l< ,那么称函数f(x)在区间Ⅰ上一致连续.
定理4(一致连续性定理)如果函数f(x)在闭区间[ a , b]上连续,那么它在该区间上一致连续.
导数与微分
倒数的概念
函数的求导法则
函数的和、差、积、商的求导法则p85
反函数求导法则p87
复合函数求导法则p89
基本求导法则与导数公式(重要‼️)p92
高阶导数
莱布尼茨公式(重要‼️)p99
隐函数及由参数确定的函数的导数 相关变化率
隐函数应先化为显函数
参数方程看成复合函数
相关变化率 相互依赖的变化率
函数的微分
基本初等函数的微分公式(重要‼️)p113~114
复合函数微分法则p115
函数的近似计算p117 误差估计p119
微分中值定理与导数的应用
微分中值定理
罗尔定理p126‼️
拉格朗日中值定理p127‼️
柯西中值定理p130‼️
洛必达法则
定理一p133‼️
定理二p134‼️
泰勒公式
泰勒中值定理1 p138‼️
泰勒中值定理2 p139‼️
麦克劳林公式 p140‼️
函数的单调性与曲线的凹凸性
掌握单调性的判断法
凹凸性的判断方法
拐点
函数的极值与最大值最小值
某区间内的最大值与最小值
定理1(必要条件)设函数f(x )在x处可导,且在x,处取得极值,则f'( x,)=0.
定理2(第一充分条件)设函数f(x )在x,处连续,且在 x的某去心邻域u ( xo ,8)内可导.(1)若x E (x-o ,x。)时, f '(x ) >0,而x ∈ ( xo , x。+8)时,.f '(x )<0,则f(x)在x,处取得极大值;(2)若x e ( xo-6 , x)时, f '( x )<0,而x e ( x, x。+8)时, f '( x ) >0,则f( x )在x,处取得极小值﹔(3)若x e ü( x, ,8)时,.f '( x)的符号保持不变,则f x)在x,处没有极值.
定理3(第二充分条件)设函数f(x )在x处具有二阶导数且f '(x)= 0,f "( x)≠0 ,则( 1 )当f"( x。)<0时,函数f(x)在x处取得极大值;(2)当f"(xo)>0时,函数f(x)在x,处取得极小值.
函数图形的描绘
根据单调性 凹凸性 拐点 等进行描绘
曲率
平均曲率p170
曲率圆与曲率半径p173
曲率中心的计算公式p174‼️
方程的近似解
二分法
切线法
割线法
不定积分
不定积分的概念与性质
连续函数一定有原函数
基本积分表p188~189‼️
性质:加减不定积分及乘除常数
换元积分法
换元公式p194 p201‼️
分部积分法
公式p209‼️
有理函数的积分
积分表的使用
定积分
定积分的概念与性质
问题举例:曲边梯形的面积 变速直线运动的路程
定义 被积函数 被积表达式 积分变量 积分下限 积分上限 积分区间
定积分的近似计算 公式p229‼️
定积分的性质
微积分基本公式
牛顿莱布尼茨公式 p240
定积分的换元法和分部积分法
与前面不定积分一致
反常积分
无穷限的反常积分
无界函数的反常积分
定积分的应用
定积分的元素法
定积分在几何学上的应用
平面图形的面积 :直角坐标 极坐标
体积 :旋转体的体积 平面截面面积已知的立体的体积
平面曲线的弧长
定积分在物理学上的应用
变力沿直线所作的功
水压力
微分方程
微分方程的基本概念
微分方程的阶:微分方程中所出现的未知函数的最高阶导数的阶数
微分方程的解:找到某个函数,将这个函数带入微分方程能使该方程成为恒等式
微分方程的通解:微分方程的解中含有任意常数,且任意常数的个数与微分方程的阶数相同
特解:通解中任意常数的确定值
可分离变量的微分方程
定义:将微分方程写成一端只含y的函数和dy,另一端只含x的函数和dx
齐次方程
若一阶微分方程可化成某特定形式就可将其称为齐次方程p308
一阶线性微分方程
p314~315一阶线性微分方程 齐次 非齐次 的定义
伯努利方程p319
可降阶的高阶微分方程
三种形式的方程
高阶线性微分方程
二阶线性微分方程
线性微分方程的解的结构
常系数非齐次线性微分方程
定理1如果函数y,( x)与y,( x)是方程的两个解,那么y=C1y1( x )+C2y2( x )也是解,其中 C1C2是任意常数.
定理2如果y,(x)与y2( x)是方程的两个线性无关的特解,那么y=C,y,( x )+C,y,( x)( C,C,是任意常数)就是方程的通解.
定理3设y " (x )是二阶非齐次线性方程y"+P(x )y'+Q(x ) y =f( xc )的一个特解.Y(x)是与对应的齐次方程的通解,则y =Y (x )+y * ( x )是二阶非齐次线性微分方程的通解.
欧拉方程p355
常系数线性微分方程组解法举例
微分方程组
常系数线性微分方程组