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高数刷题思路

2023/1/3 数学

【==极限做题==】重要极限;等价无穷小;无穷小×有界;夹逼

【==零点定理==】求式子在区间有唯一根,在[a,b]上连续,f(a)*f(b) < 0 ==> 函数导数大于0 ==> 原函数递增(且ab函数乘积小于0) 则证明图像一定有零点穿过

【==罗尔定理==】若函数f(x)满足条件在闭区间[a,b]上连续且在开区间(a,b)内可导且在区间两断点的函数值相等即f(a)=f(b);则在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使f’(ξ)=0

[a,b]连续且可导且f(a)=f(b),至少存在x∈(a,b),使得f’(x)=0;研究的是导函数的根的存在性,把一堆存在点x1…xn划分区域f(x)在[x1,x2],[x2,x3]…上满足罗尔定理的条件,于是至少有一个点 ?1∈[x1,x2],?2∈[x2,x3];使f’(?1)=f’(?2)…=0进而得证

【==拉格朗日中值定理==】若函数f(x)满足在闭区间[a,b]上连续且在开区间(a,b)内可导;则在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使f’(ξ)=$\frac{f(b)-f(a)}{b-a}$

【==证明不等式==】利用导数的性质证明不等式是一种常用方法,解题的关键是根据要证的结论作适当的辅助函数,把不等式的证明转化为利用导数来研究函数的特性,因此用导数证明不等式的本质是构造法

证明 a式 ==>== b式。设F(x) = a - b,看F’(x) 是大于0还是小于0,若大于0则当(范围内), F(x)单调递增,随后再找个中间变量F(?) = 0,若递增当(范围)内, F(x) ==>== f(?) > 0, 即还原到原式,a式 > b式得以证明

【==驻点、极值点、拐点==】
求驻点:y’ = 0;
求拐点:y’’ = 0, X0左右在y’’异号,拐点是连续曲线上凸弧和凹弧的分界点,拐点是曲线上的点,必须用(x0,f(x0))表示。
f’’(x) > 0 凹函数 ∪ 极小值

驻点未必是极值点,例f(x)=x^3^在x=0处,f’(0)=0但不是极值点。
导数不存在的点也有可能是极值点,例f(x)=|x|在x=0处, f’(x)不存在,但取得极小值
驻点和导数不存在的点统称可能极值点

驻点:一阶导数=0
拐点:二阶导数=0;Xo左右使二阶导数异号
大凹极小值∪
小凸极大值∩

【==在区间求最值==】闭区间[a,b]上连续函数f(x)最值的求解步骤:
①找出函数f(x)在(a,b)内的所有可能极值点(驻点和导数不存在的点)
②求函数f(x)在可能极值点及区间端点处的函数值
③比较这些函数值的大小,其中最大者与最小者就是函数在区间[a,b]上的最大和最小值

单调区间:
1 确定函数定义域
2 求导数=0的(驻点) 及 导数不存在的点
3 以2中所找点为分界点,将定义域分割成若干个部分区间,在每一区间内讨论导数的符号,确定函数的增减区间

【==求实际问题==】实际问题一定是求最值问题,首先建立目标函数,然后求导数找驻点,表示实际问题的函数f(x)在所讨论的区间(不一定是闭区间)只有一个可能的极值时,则该实际问题一定在该点取得所求的最大或最小值

【==不定积分类==】此类题目主要考察原函数的概念,若F’(x) = f(x),则称F(x)是f(x)的原函数
两个原函数之间仅相差一个常数。看不出来就两边同时求导
先对其求导,再求不定积分,结果只差一个常数C。
d($\int f(x){\rm d}x$) = f(x)dx
$\int df(x){\rm}$ = f(x) + C
$\frac{d}{dx}$[$\int f(x){\rm d}x]$ = f(x) 或 d[$\int f(x){\rm d}x]$ = f(x)dx
$\int F’(x){\rm d}x$ = F(x) + C 或 $\int dF(x){\rm }$ = F(x) + C

此类题目是已知函数f(x)的一个原函数,求$\int xf’(x){\rm d}x$或$\int f(x)f’(x){\rm d}x$形式的不定积分,首先根据原函数的概念求出f(x)的表达式,其次对所求不定积分写成$\int xf’(x){\rm d}x$=$\int x{\rm d}f(x)$的形式,最后通过分部积分法求得结果

@@ y=arcsin(x-1)/2 的定义域为[-1, 3]

对于sinx的反函数arcsinx。

arcsinx的定义域就是sinx的值域

也就是说-1 ≤ (x - 1) / 2 ≤ 1。

解得 -1 ≤ x ≤ 3。

y=arcsin(x-1)/2 的定义域为[-1, 3]。

【==分部积分法==】

分部积分法经常结合微分公式来运用 d(arctanx) = $\frac{1}{1+x^2}dx$
$\int arctanx{\rm d}x^3$ = $x^3arctanx$ - $\int x^3{\rm d}(arctanx)$
千万要注意带负号的x放进原函数[dx]内后,外面要带负号!
$\int xe^{-x}{\rm d}x$ = $\int x{\rm d}e^{-x}$
若一直分部积分出现了循环的过程,则一定要注意可以和前面的一起消除