高等数学考研大总结之四导数与微分知识讲解
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导数与微分的总结导数和微分是微积分学中的两个重要概念,也是研究函数变化的基础工具。
本文将从定义、性质、应用等方面对导数和微分进行总结。
一、导数的定义和性质导数是函数在某一点上的变化率,用极限表示形式可以定义为:若函数f(x)在点x0的某个邻域内有定义,当x→x0时,存在有限数L,使得lim (f(x) - f(x0)) / (x - x0) = Lx→x0这个极限L称为函数f(x)在点x0处的导数,记作f'(x0)或dy/dx|_(x=x0)。
导数具有以下性质:1. 导数的存在性:若函数f(x)在点x0的某个邻域内有定义,则f(x)在x0处可导当且仅当上述极限存在。
2. 导数的几何意义:导数表示了函数在某一点的切线斜率。
当函数在某一点可导时,这条切线的斜率就是导数的值。
3. 导函数:若函数f(x)在定义域内的每一点都可导,那么对应的导数函数就是f'(x),称为原函数f(x)的导函数。
4. 导数的四则运算:导数具有加法、减法、乘法、除法的运算法则,即d(u + v)/dx = du/dx + dv/dx,d(u - v)/dx = du/dx -dv/dx,d(uv)/dx = u(dv/dx) + v(du/dx),d(u/v)/dx = (v(du/dx) -u(dv/dx))/v²。
二、微分的定义和性质微分是描述函数变化的一种近似方法,它比导数更加具体。
对于函数f(x),在点x0处进行微分可以表示为:df(x) = f'(x0)dx其中,df(x)称为微分,dx称为自变量的增量。
微分具有以下性质:1. 微分的近似性:微分是函数f(x)在点x0处的变化的近似值,当dx趋近于0时,微分趋近于函数的实际变化值。
2. 微分的几何意义:微分可以理解为函数在某一点上的线性逼近,它是函数值在该点的变化量。
3. 微分与导数的关系:对于可导函数,微分与导数的关系可以表示为df(x) = f'(x0)dx。
导数微分知识点总结一、微分的定义微分是微积分中的基本概念之一。
在微积分中,微分是用来描述函数在某一点上的变化率的概念。
设函数y=f(x),若x在x_0处有一个增量Δx,对应的函数值的增量Δy=f(x_0+Δx)-f(x_0),那么函数f(x)在点x_0处的微分dy=f'(x_0)dx,其中f'(x_0)是函数f(x)在点x_0处的导数。
二、导数的定义导数是微分的数学概念,是用来描述函数在某一点上的变化率的概念。
设函数y=f(x),在x_0处导数f'(x_0)的定义为:若极限lim_(Δx→0)(f(x_0+Δx)-f(x_0))/Δx存在,那么称该极限为函数f(x)在x_0处的导数,记作f'(x_0)。
导数描述了函数在某一点上的瞬时变化率,也可以用偏导数来描述多元函数的变化率。
三、微分和导数的关系微分和导数是密切相关的概念,它们之间存在着密切的联系。
微分dy=f'(x_0)dx,其中f'(x_0)是函数f(x)在点x_0处的导数,可见微分和导数之间有直接的联系。
微分是导数的一种应用,而导数也可以通过微分来求得。
四、微分和导数的性质1.导数的性质:(1)常数的导数为0: (c)'=0(2)幂函数的导数: (x^n)'=nx^(n-1)(3)和差函数的导数: (f(x)+g(x))'=f'(x)+g'(x),(f(x)-g(x))'=f'(x)-g'(x)(4)积函数的导数: (f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)(5)商函数的导数: (f(x)/g(x))'=[f'(x)g(x)-f(x)g'(x)]/g^2(x)(6)复合函数的导数: 若y=f[g(x)],则y'=(f[g(x)])'=f'(g(x))g'(x)2.微分的性质:(1)微分的线性性质:若函数y=f(x)和y=g(x)的微分分别为dy=f'(x)dx和dy=g'(x)dx,那么有:d(af(x)+bg(x))=adf(x)+bdg(x)(2)微分的乘法法则:若函数y=f(x)和y=g(x)的微分分别为dy=f'(x)dx和dy=g'(x)dx,那么有:d(f(x)g(x))=f(x)dg(x)+g(x)df(x)五、导数的计算方法1.通过定义求导:根据导数的定义,可以直接求出给定函数的导数。
导数与微分概括(一)导数概念1、 导数定义:1)设函数()x f y =在点0x 的某个邻域内有定义, x x ∆+0也在该邻域内,函数值增量()()00x f x x f y -∆+=∆。
如果xy x ∆∆→∆0lim存在,则称()x f 在点0x 可导,称极限值为()x f 在点0x 的导数。
记作:()0x f ' 或者 0x x y =' 或者x x dxdy =即 ()0x f '=0x x y ='=x x dxdy ==xy x ∆∆→∆0lim=()()xx f x x f x ∆-∆+→∆000lim2)若函数()x f 在()b a ,上每一点都可导,则称函数()x f 在()b a ,上可导;则对()b a x ,∈∀都对应着()x f 的一个确定的导数值,这样构成一个新函数,这个函数叫原来函数的导函数 记作:()x f ' 或者 y '或者dxdy 即()()()xx f x x f dxdy y x f x ∆-∆+=='='→∆0lim2、函数()x f 在0x 点可导⇔函数()x f 在0x 点的左右导数存在且相等(()0x f ' ⇔()()00x f x f +-'=')3、函数的可导性与连续性之间的关系:函数()x f 在0x 点可导 ⇒ 函数()x f 在0x 点连续,反之不一定连续是可导的必要不充分条件 即 可导一定连续,连续不一定可导 例如:x y sin =在0=x 点连续 因为()00sin lim 0==→f x x ;但是x y sin =在0=x 点不可导,因为()()()⎪⎩⎪⎨⎧=∆∆-=∆∆-=∆∆=∆-∆++-→∆→∆→∆→∆1sin lim 1sin lim sin lim 00lim 0000x x x x x x x f x f x x x z 不存在极限4、导数的物理几何意义:1)几何意义:在几何上,曲线()x f y =在0x 的导数就是()()00,x f x 点的切线的斜率 ()()()0000lim tan x f xx f x x f k x '=∆-∆+==→∆α 即()0x f k '=2)物理意义:在物理上,位移()t s s =的导数就是瞬时速度 =v ()()()0000limt s tt s t t s t '=∆-∆+→∆=t t dtds = 即=v 0t t dtds = 或者 =v ()()()t s tt s t t s t '=∆-∆+→∆0lim=dtds 即=v dtds5、导数的物理几何意义的应用:1)几何意义的应用:求曲线的切线方程和法线方程 点()()00,x f x 的切线方程为()()()000x x x f x f y -'=-法线方程为()()()0001x x x f x f y -'-=-例:求x y cos =在点⎪⎭⎫⎝⎛21,3π处的切线方程与法线方程 解:x y sin -=' 切线斜率233sin3-=-='==ππx y k因此所求切线方程为⎪⎭⎫⎝⎛--=-32321πx y 即033232=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+πx y发现斜率为332 因此所求法线方程为⎪⎭⎫⎝⎛-=-333221πx y即 033223323=⎪⎪⎭⎫⎝⎛---πx y练习:求曲线⎩⎨⎧-=+=-112tt e y e x 在0=t 处的切线方程和法线方程 2)物理意义的应用:求运动物体在某一时刻(瞬时)的速度例:将一个物体铅直上抛,上升高度h 和与时间t 的函数关系是22110gtt h -=,求物体在0t时刻的速度 解:()010100gt gt dtdh v t t t t -=-====练习:已知物体运动的方程221gts =,求落体的速度v 及加速度a(二)初等函数的求导法则:1、函数的和、差、积、商的求导法则 1)()v u v u '±'='± 2)()v u v u uv '+'='3)2v v u v u v u '-'='⎪⎭⎫⎝⎛ 0≠v 例如:()x x x x sin cos 2-='+ ()x e x e x e x x x cos sin sin +='()()()()()()()222422xx x x x x x x x x x x x x x x x x xx e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e ----------+=+⋅=+---++='⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-2、反函数的求导法则:设()x f y =在区间x I 内单调可导。
导数的概念例:设一质点沿x轴运动时,其位置x是时间t的函数,,求质点在t0的瞬时速度?我们知道时间从t0有增量△t时,质点的位置有增量这就是质点在时间段△t的位移。
因此,在此段时间内质点的平均速度为:若质点是匀速运动的则这就是在t0的瞬时速度,若质点是非匀速直线运动,则这还不是质点在t0时的瞬时速度。
我们认为当时间段△t无限地接近于0时,此平均速度会无限地接近于质点t0时的瞬时速度,即:质点在t0时的瞬时速度=为此就产生了导数的定义,如下导数的定义设函数在点x0的某一邻域内有定义,当自变量x在x0处有增量△x(x+△x也在该邻域内)时,相应地函数有增量,若△y与△x之比当△x→0时极限存在,则称这个极限值为在x0处的导数。
记为:还可记为:,函数在点x0处存在导数简称函数在点x0处可导,否则不可导。
若函数在区间(a,b)内每一点都可导,就称函数在区间(a,b)内可导。
这时函数对于区间(a,b)内的每一个确定的x值,都对应着一个确定的导数,这就构成一个新的函数,我们就称这个函数为原来函数的导函数。
注:导数也就是差商的极限左、右导数前面我们有了左、右极限的概念,导数是差商的极限,因此我们可以给出左、右导数的概念。
若极限存在,我们就称它为函数在x=x0处的左导数。
若极限存在,我们就称它为函数在x=x0处的右导数。
注:函数在x0处的左右导数存在且相等是函数在x0处的可导的充分必要条件函数的和差求导法则法则:两个可导函数的和(差)的导数等于这两个函数的导数的和(差).用公式可写为:。
其中u、v为可导函数。
常数与函数的积的求导法则法则:在求一个常数与一个可导函数的乘积的导数时,常数因子可以提到求导记号外面去。
用公式可写成:函数的积的求导法则法则:两个可导函数乘积的导数等于第一个因子的导数乘第二个因子,加上第一个因子乘第二个因子的导数。
用公式可写成:函数的商的求导法则法则:两个可导函数之商的导数等于分子的导数与分母导数乘积减去分母导数与分子导数的乘积,在除以分母导数的平方。
考研数学解题技巧之导数与微分导数与微分是数学中的基础概念,也是考研数学中的重要内容之一。
掌握好导数与微分的解题技巧对于考研数学的学习和考试都具有重要的意义。
在本文中,将介绍一些关于导数与微分的解题技巧,希望能够帮助考生更好地应对考研数学。
一、导数与微分的概念首先,我们需要明确导数与微分的概念。
导数描述了函数在某一点上的变化率,可以理解为函数曲线在该点的切线斜率。
而微分是导数的微小变化,它是导数在微小区间上的平均值。
我们可以利用导数与微分的概念来进行数学问题的求解。
二、导数与微分的计算方法导数与微分的计算方法有很多种,下面将介绍几种常用的方法:1. 利用基本的导数公式进行计算。
对于常见的指数函数、对数函数、三角函数等,我们可以通过掌握它们的导数公式来快速计算导数。
2. 利用求导法则进行计算。
求导法则是一些导数计算的常用规则,有加法法则、乘法法则、链式法则等。
熟练掌握这些法则可以简化计算过程。
3. 利用导数的几何意义进行计算。
导数的几何意义是函数曲线在某一点的切线斜率,利用这一性质可以通过几何图形来求解导数。
三、导数与微分的应用导数与微分不仅仅是数学概念,它们在实际问题中具有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用:1. 极值与最优化问题。
通过求函数的导数可以找到函数的极值点,从而解决最大化或最小化的问题。
2. 曲线的切线与法线。
导数可以帮助我们求解曲线在某一点的切线方程和法线方程,进而了解曲线的性质。
3. 弧长与曲率。
导数可以帮助我们求解曲线的弧长和曲率,这在几何问题中经常被用到。
四、导数与微分的常见问题解析在考研数学中,有一些经典的导数与微分问题经常出现,下面将对其中一些问题进行解析:1. 求函数的导函数。
这是一个基础的问题,在求解过程中可以运用到前面提到的导数计算方法。
2. 求函数的极值点和最值。
对于一个函数,通过求解其导函数的零点可以找到函数的极值点,再通过二阶导数的符号可以判断是极大值还是极小值。
考研高数知识点总结一、导数与微分导数是研究函数局部性质的重要工具,是高数中一个极其重要的概念。
导数的定义是函数的变化率,它反映了函数在某一点的局部性质。
导数的大小表示函数在某一点的斜率,而导数的正负则表示函数在某一点的单调性。
导数的计算包括求导公式、复合函数的导数、隐函数的导数等。
微分是导数的线性近似,它在近似计算中有重要作用。
微分的定义是函数改变量的线性部分,它反映了函数在某一点的局部变化率。
微分的大小表示函数在某一点的斜率的变化率,而微分的正负则表示函数在某一点的单调性的变化。
微分的计算也包括求微分公式、复合函数的微分、隐函数的微分等。
二、中值定理与不定积分中值定理是微分学中的基本定理,它表明在闭区间上的连续函数至少有一个值等于其最大值和最小值之间的某个值。
这个定理有许多重要的推论,例如拉格朗日中值定理和柯西中值定理。
不定积分是微积分的一个重要部分,它是求一个函数的原函数或反导数的过程。
不定积分的结果是一个函数族,这些函数的导数等于被积函数。
不定积分的计算包括运用积分公式、换元积分法、分部积分法等方法。
三、定积分与定积分的几何意义定积分是微积分的一个重要部分,它是求一个函数在某个区间上的总值的过程。
定积分的几何意义是求一个曲线与坐标轴围成的图形的面积。
定积分的计算包括运用积分公式、换元积分法、分部积分法等方法。
四、级数与反常积分级数是无穷序列的和,它可以分为收敛级数和发散级数。
收敛级数的和是一个有限的数,而发散级数的和是无穷大。
级数的计算包括求和公式、幂级数展开等。
反常积分是瑕积分和反常积分的总称,它们是处理不连续函数或具有奇点的函数的重要工具。
反常积分的计算包括运用积分公式、换元积分法等方法。
以上是考研高数知识点的大致总结。
高数是一门非常深奥的学科,需要我们在学习的过程中不断深入理解并多加练习。
希望这篇文章能对大家的学习有所帮助。
高数知识点总结高等数学是大学数学教育的基础课程,对于很多理工科专业来说,它的重要性不言而喻。
精选陕西省考研数学复习资料高等数学知识点梳理高等数学是考研数学中的重要一部分,对于考生来说,掌握好高等数学的知识点是非常关键的。
本文将精选陕西省考研数学复习资料,对高等数学的知识点进行梳理,帮助考生更好地进行复习备考。
一、导数与微分导数与微分是高等数学中非常基础的概念,也是后续知识的基础。
它们之间的关系密切,对于理解其他概念和解题具有重要作用。
1.1 导数的定义导数的定义是极限的一种应用,也是理解导数概念的关键。
在函数极限的基础上,用极限的方法定义了函数在某一点的导数。
1.2 导数的性质导数的性质包括可导性、导数的四则运算、导函数与原函数的关系等。
熟练掌握这些性质,有助于快速计算导数并解题。
1.3 微分的概念微分是导数的一个应用,它是用切线对函数进行线性逼近的近似值。
掌握微分的计算方法和应用,对于求极值、解微分方程等问题具有重要作用。
二、不定积分与定积分积分是导数的逆运算,它在数学和物理等领域中广泛应用。
不定积分和定积分是积分中常用的两种形式。
2.1 不定积分的计算不定积分的计算主要包括基本积分公式、换元法、分部积分法等。
熟练掌握这些计算方法,对于解题和计算具有重要意义。
2.2 定积分的计算定积分的计算主要包括定积分的性质、变量代换法、分段函数的积分等。
掌握这些计算方法,对于求曲线下的面积、求平均值等问题具有重要作用。
三、级数与数项级数级数是数列的和的概念,数项级数是级数的一种特殊形式。
理解和应用级数与数项级数的性质,对于解题和计算有重要作用。
3.1 级数的概念及性质级数的概念及性质包括级数的定义、级数的收敛与发散、级数的性质等。
掌握这些概念和性质,对于判断级数是否收敛和计算级数具有重要意义。
3.2 有关级数的判别法判别级数是否收敛的方法有很多种,常见的有比较判别法、比值判别法、根值判别法等。
熟练掌握这些方法,并能熟练应用于解题中。
四、常微分方程常微分方程是研究变化的数学分支,它在物理、化学等领域中具有广泛的应用。
考研高数知识点总结引言随着我国研究生教育水平的提高,考研成为越来越多学子追求的目标。
高数是考研数学的重要组成部分,掌握高数知识不仅对考研学子而言至关重要,也是提高数学素养的关键。
本文将从高数的基本概念、常见定理、解题技巧等方面进行总结,帮助考研学子系统地了解高数知识点。
一、导数与微分1.1 基本概念导数是函数在某点处的瞬时变化率,可以用极限的概念来定义。
微分是导数概念的一种应用,代表函数在某点处的局部线性化。
在考研高数中,导数与微分是非常重要的概念,常被用于函数的研究和问题的解决。
1.2 常见导数公式常见的导数公式包括:幂函数的导数、指数函数的导数、对数函数的导数、三角函数的导数等。
考研学子需要掌握这些导数公式,并能熟练地进行推导和运用。
1.3 微分的应用微分在几何、物理等领域都有广泛的应用,如切线方程的求解、极值问题的研究、函数图像的描绘等。
在考研高数中,学子需理解微分的应用,掌握相关的解题技巧。
二、定积分2.1 定积分的概念定积分是对函数在一定区间上的积分,可以看作是曲线下面积的一种衡量。
在考研高数中,定积分是解决面积、体积、物理问题等的重要工具,学子需要深刻理解定积分的概念和性质。
2.2 定积分的计算定积分的计算方法包括:牛顿-莱布尼茨公式、定积分的性质、换元积分法、分部积分法等。
通过对这些计算方法的掌握,考研学子能够灵活地解决各种定积分计算题目。
2.3 定积分的应用定积分在几何、物理、经济等领域都有广泛的应用,如求曲线下面积、求旋转体的体积、求物体的质量和重心等。
考研学子需要理解定积分的应用,并掌握相关的解题技巧。
三、无穷级数3.1 级数的概念与性质级数是指一列数的和,无穷级数是指该列数的和在n趋于无穷时的性质。
在考研高数中,学子需要理解级数的概念、收敛与发散性质,以及级数收敛的判别法则等。
3.2 常见级数常见的级数包括:等比级数、调和级数、幂级数、泰勒级数等。
考研学子需要掌握这些常见级数的性质和收敛条件,以便能够快速判断级数的收敛性。
导数与微分重点知识点总结导数和微分是微积分中的重要概念,对于理解函数的性质和解决实际问题起着至关重要的作用。
本文将对导数与微分的重点知识点进行总结。
一、导数的定义与性质1. 导数的定义:如果函数f(x)在点x处的导数存在,那么导数可以定义为f'(x) = lim(h→0) [f(x+h)-f(x)]/h。
导数表示函数在某一点的瞬时变化率。
2. 导数的几何意义:导数等于函数图像在某点的切线斜率,也可以表示函数图像在该点的切线与x轴正方向夹角的正切值。
3. 导数的性质:导数存在的函数在该点必然连续,导数具有可加性和数乘性,即对于函数f(x)和g(x),有[f(x)±g(x)]' = f'(x)±g'(x)和[cf(x)]'= cf'(x)。
二、常见函数的导数公式1. 幂函数:对于f(x) = x^n,其中n为实数,导数为f'(x) = nx^(n-1)。
2. 指数函数:对于f(x) = a^x,其中a为正实数且a≠1,导数为f'(x)= a^x·ln a。
3. 对数函数:对于f(x) = logₐx,其中a为正实数且a≠1,导数为f'(x) = 1/(x·ln a)。
4. 三角函数:对于f(x) = sin x,导数为f'(x) = cos x;对于f(x) = cos x,导数为f'(x) = -sin x;对于f(x) = tan x,导数为f'(x) = sec² x。
5. 反三角函数:例如arcsin x的导数为1/√(1-x²),arccos x的导数为-1/√(1-x²),arctan x的导数为1/(1+x²)。
三、微分的定义与应用1. 微分的定义:对于函数y = f(x),若f(x)在某一点x处有定义且可导,那么对应的微分dy为dy = f'(x)dx。
导数与微分知识点导数和微分是高等数学中重要的概念,它们在微积分中具有广泛的应用。
本文将介绍导数与微分的定义、性质以及它们的计算方法。
一、导数的定义与性质在数学中,导数描述了函数在某一点上的变化率。
假设有函数y=f(x),那么在点x处的导数可以记作f'(x),其定义如下:f'(x) = lim┬(∆x→0)〖(f(x+∆x)-f(x))/∆x〗①其中,lim表示极限,∆x表示x的增量。
导数衡量了函数在某一点上的瞬时变化率,也可以理解为函数曲线在该点的切线斜率。
导数具有以下几个重要的性质:1. 导数的存在性:函数在某一点上可导的条件是该点的左导数等于右导数,也就是导数的存在需要左右极限相等。
2. 可导性与连续性:若函数在某一点可导,则必定在该点连续;但函数在某一点连续并不意味着可导。
3. 导数与函数的关系:若函数在某一点可导,则该点必定是函数的极值点或拐点;但反之不一定成立。
二、导数的计算方法求导是计算导数的过程,常见的求导法则有以下几种:1. 基本导数法则:常数的导数为0,幂函数的导数等于幂指数乘以常数,指数函数的导数等于函数值乘以自然对数e。
2. 和、差、积、商法则:若函数g(x)和h(x)在点x处可导,则其和、差、积、商的导数分别为其导数的和、差、积、商。
3. 复合函数的导数:若函数h(x)可以表示为f(g(x)),其中f(x)和g(x)都可导,则h(x)的导数等于f'(g(x))乘以g'(x)。
4. 反函数的导数:若函数y=f(x)在区间[a,b]上连续、单调且可导,且导数不为0,则它的反函数x=f⁻¹(y)在对应区间[f(a),f(b)]上也连续、单调可导,且导数为1/f'(f⁻¹(y))。
三、微分的定义与性质微分是导数的一个应用,它可以用来描述函数在某一点上的近似变化量。
函数y=f(x)在点x处的微分可以表示为dy=f'(x)dx。
高等数学知识点总结高等数学知识点总结(上)一、微积分微积分是数学中的一个重要分支,包括微分和积分两部分。
微分是研究函数变化率和极值,积分是求解曲线下面的面积。
1.导数和微分导数是函数变化率的衡量指标,定义为函数在一点处的切线斜率。
微分是导数的微小增量,通常用dx来表示。
常见的微分公式:(1)(x^n)' = nx^(n-1)(2)(sinx)’=cosx(3)(cosx)’=-sinx(4)(ex)’=ex2.微分应用微分在科学工程中的应用非常广泛,如曲线的近似计算、变化率的分析和优化问题的求解等。
常见的微分应用题:(1)求解函数在某个点处的导数;(2)求解曲线y=f(x)在某一点x=x0处的切线方程;(3)求解函数极值的位置;(4)求解函数的最大值和最小值。
3.积分积分是微积分的另一大分支,通常被用来求解曲线下的面积。
三种积分:(1)定积分(2)不定积分(3)曲线积分常见的定积分计算方法:(1)换元法(2)分部积分法(3)长条法4.积分应用积分在工程科学中的应用非常广泛,如求解曲线下的面积、物理量的计算、概率分布的求解等。
常见的积分应用题:(1)求解曲线下的面积;(2)求解物理量的分布规律;(3)求解概率分布函数。
二、数学分析数学分析是研究实数域函数极限、连续、可导性以及积分的方法和应用的分支。
可分为实数的函数分析和向量的函数分析两部分。
1.实数的函数分析实数函数的极限,连续性以及可导性是实数的函数分析中研究的重点。
常见的函数分析公式:(1)函数极限的定义(2)连续函数的定义(3)可导函数的定义2.向量的函数分析向量的函数分析是研究向量值函数的极限、连续、可导性以及曲线积分的方法和应用。
常见的向量的函数分析公式:(1)向量函数的极限(2)向量函数的连续性(3)向量函数的导数(4)向量函数的曲线积分3.数列和级数数列和级数是数学分析中的重要概念,常用于求解无限积分与求和等问题。
常见的数列公式:(1)数列极限的定义(2)数列序列收敛定理(3)调和数列发散定理常见的级数公式:(1)级数收敛的定义(2)级数收敛和发散判定标准(3)比值判别法和根值判别法三、线性代数线性代数是数学中的一个重要分支,主要研究向量、矩阵、行列式和线性方程组等内容。
导数与微分的基本概念及应用知识点总结在微积分中,导数和微分是两个基本概念,它们在数学和实际问题求解中有着广泛的应用。
本文将对导数和微分的基本概念进行总结,并介绍它们在实际问题中的应用。
一、导数的基本概念导数是函数的一个重要性质,表示函数的变化率。
具体地说,对于函数y=f(x),其导数可以表示为f'(x)或dy/dx,它的定义如下:f'(x) = lim(h -> 0) (f(x+h) - f(x))/h导数的几何意义是函数曲线在某一点处的切线斜率。
在实际问题中,导数可以用来描述物体的速度、加速度以及函数的变化趋势等。
二、导数的计算方法1. 使用基本导数公式:- 常数函数导数为0;- 幂函数导数为nx^(n-1);- 指数函数e^x的导数为e^x;- 对数函数ln(x)的导数为1/x;- 三角函数和反三角函数具体的导数公式可参考相关教材或数学手册。
2. 使用导数的运算法则:- 导数的和(或差)等于导数的和(或差);- 导数与常数的乘积等于导数乘以常数;- 导数的积等于第一个函数的导数乘以第二个函数加上第一个函数乘以第二个函数的导数(乘积法则);- 导数的商等于分子的导数乘以分母减去分子乘以分母的导数再除以分母的平方(商法则)。
三、微分的基本概念微分是导数的一种形式,它是对函数的局部线性逼近。
对于函数y=f(x),其微分可以表示为dy=f'(x)dx。
微分可以理解为函数在某一点附近的近似变化值。
微分的几何意义是函数曲线在某一点处的切线的近似变化。
四、微分与导数的关系导数是函数的整体性质,描述了函数在各个点的变化率,而微分则是局部性质,在某一点处对函数进行线性逼近。
微分与导数之间的关系可以用如下公式表示:dy = f'(x)dx五、导数与微分的应用导数和微分在实际问题中有广泛的应用,以下列举几个常见的应用领域:1. 物理学中的运动学问题:导数可以用来描述物体的位移、速度和加速度之间的关系。
考研数学高数第二章导数与微分的知识点总结来源:文都教育导数与微分是考研数学的基础,占据至关重要的地位。
基本概念、基本公式一定要掌握牢固,常规方法和做题思路要非常熟练。
下面文都考研数学老师给出该章的知识点总结,供广大考生参考。
第一节 导数1.基本概念(1)定义0000000000()()()()()|(|)'()lim lim lim x x x x x x x f x x f x f x f x dy df x y f x dx dx x x x x ==∆→∆→→+∆--∆====∆∆-或 注:可导必连续,连续不一定可导.注:分段函数分界点处的导数一定要用导数的定义求.(2)左、右导数'000000()()()()()lim lim x x x f x x f x f x f x f x x x x ---∆→→+∆--==∆-. 0'000000()()()()()lim lim x x x f x x f x f x f x f x x x x +++∆→→+∆--==∆-. 0'()f x 存在''00()()f x f x -+⇔=.(3)导数的几何应用曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线方程:000()'()()y f x f x x x -=-.法线方程:0001()()'()y f x x x f x -=--. 2.基本公式(1)'0C = (2)'1()a a x ax -=(3)()'ln x x a a a =(特例()'x x e e =)(4)1(log )'(0,1)ln a x a a x a=>≠ (5)(sin )'cos x x = (6)(cos )'sin x x =-(7)2(tan )'sec x x = (8)2(cot )'csc x x =-(9)(sec )'sec tan x x x = (10)(csc )'csc cot x x x =-(11)21(arcsin )'1x x =- (12)21(arccos )'1x x =--(13)21(arctan )'1x x =+ (14)21(arccot )'1x x=-+ (1522221[ln()]'x x a x a ++=+3.函数的求导法则(1)四则运算的求导法则()'''u v u v ±=± ()'''uv u v uv =+ 2''()'u u v uv v v -= (2)复合函数求导法则--链式法则设(),()y f u u x ϕ==,则(())y f x ϕ=的导数为:[(())]''(())'()f x f x x ϕϕϕ=.例5 求函数21sin x y e =的导数.(3)反函数的求导法则设()y f x =的反函数为()x g y =,两者均可导,且'()0f x ≠,则11'()'()'(())g y f x f g y ==. (4)隐函数求导设函数()y f x =由方程(,)0F x y =所确定,求'y 的方法有两种:直接求导法和公式法'''x yF y F =-. (5)对数求导法:适用于若干因子连乘及幂指函数4.高阶导数二阶以上的导数为高阶导数.常用的高阶求导公式:(1)()()ln (0)x n x n a a a a => 特别地,(n)()x x e e =(2) ()(sin )sin()2n n kx k kx n π=+ (3)()(cos )cos()2n n kx k kx n π=+ (4)()1(1)![ln(1)](1)(1)n n nn x x --+=-+ (5)()()(1)(2)(1)k n k n x k k k k n x -=---+(6)莱布尼茨公式:()()()0()nn k n k k n k uv C u v -==∑,其中(0)(0),u u v v ==第二节 微分1.定义背景:函数的增量()()y f x x f x ∆=+∆-.定义:如果函数的增量y ∆可表示为()y A x o x ∆=∆+∆,其中A 是与x ∆无关的常数,则称函数()y f x =在点0x 可微,并且称A x ∆为x ∆的微分,记作dy ,则dy A x =∆.注:,y dy x dx ∆≠∆=2.可导与可微的关系一元函数()f x 在点0x 可微,微分为dy A x =∆⇔函数()f x 在0x 可导,且0'()A f x =.3.微分的几何意义4.微分的计算(1)基本微分公式'()dy f x dx =.(2)微分运算法则②四则运算法则()d u v du dv ±=± duv vdu udv =+ 2()u vdu udv d v v -= ②一阶微分形式不变若u 为自变量,(),'()'()y f u dy f u u f u du ==∆=;若u 为中间变量,()y f u =,()u x ϕ=,'()'()'()dy f u x dx f u du ϕ==.。
导数与微分一、导数定义函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f ’(x 0)或y ’|0x x =或dx dy |0x x =或 dx df|0xx =二、导数的几何意义)三、函数的求导法则=x(f(1x 四、基本初等函数的求导公式五、高阶导数的基本公式函数y=f(x)七、分公式与微分运算法则 ⑴()0d c = ⑵()1d x x dxμμμ-= ⑶()sin cos d x xdx=⑷()cos sin d x xdx=- ⑸()2tan sec d x xdx= ⑹()2cot csc d x xdx=-⑺()sec sec tan d x x xdx=⋅ ⑻()csc csc cot d x x xdx=-⋅⑼()xxd ee dx = ⑽()ln xxd a aadx= ⑾()1ln d x dx x =⑿()1log ln x a d dx x a =⒀()arcsin d x = ⒁()arccos d x = ⒂()21arctan 1d x dx x =+ ⒃()21arc cot 1d x dx x=-+八、微分运算法则 ⑴()d u v du dv±=± ⑵()d cu cdu=⑶()d uv vdu udv =+ ⑷2u vdu udvd v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭九、中值定理: 罗尔定理:内容:如果函数f(x)满足:在闭区间[a,b]上连续;在开区间(a,b)内可导; 在区间端点处的函数值相等,其中a 不等于b ,即f(a)=f(b), 那么在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得 f'(ξ)=0.拉格朗日中值定理内容:如果函数 f(x) 满足:在闭区间[a,b]上连续;在开区间(a,b)内可导。
那么:在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使等式 f(b)-f(a)=f′(ξ)(b -a) 成立。
第四章 导数与微分 第一讲 导数 一,导数的定义:1函数在某一点0x 处的导数:设()x f y = 在某个()δ,0x U 内有定义,如果极限()()0lim00→∆∆-∆+x xx f x x f (其中()()xx f x x f ∆-∆+00称为函数()x f 在(0x ,0x +x ∆)上的平均变化率(或差商)称此极限值为函数()x f 在0x 处的变化率)存在则称函数()x f 在0x 点可导.并称该极限值为()x f 在0x 点的导数记为()0/x f,若记()()00,x f x f y x x x -=∆-=∆则()0/x f =()()000limx x x x x f x f →--=0lim →∆∆∆x x y解析:⑴导数的实质是两个无穷小的比。
即:函数相对于自变量变化快慢的程度,其绝对值越大,则函数在该点附近变化的速度越快。
⑵导数就是平均变化率(或差商)的极限,常用记法: ()0/x f,0/x x y =,0x x dxdy=。
⑶函数()x f 在某一点0x 处的导数是研究函数()x f 在点0x 处函数的性质。
⑷导数定义给出了求函数()x f 在点0x 处的导数的具体方法,即:①对于点0x 处的自变量增量x ∆,求出函数的增量(差分)y ∆=()()00x f x x f -∆+②求函数增量y ∆与自变量增量x ∆之比xy ∆∆③求极限0lim→∆∆∆x x y若存在,则极限值就是函数()x f 在点0x 处的导数,若极限不存在,则称函数()x f 在0x 处不可导。
⑸在求极限的过程中, 0x 是常数,x ∆是变量, 求出的极限值一般依赖于0x⑹导数是由极限定义的但两者仍有不同,我们称当极限值为∞时通常叫做极限不存在,而导数则不同,因其具有实在的几何意义,故当在某点处左,右导数存在且为同一个广义实数值时我们称函数在某点可导。
实质是给导数的定义做了一个推广。
⑺注意: 若函数()x f 在点0x 处无定义,则函数在0x 点处必无导数,但若函数在点0x 处有定义,则函数在点0x 处未必可导。
2 单侧导数:设函数()x f 在某个(]00,x x δ-(或[)δ+00,x x )有定义,并且极限()()-→∆∆-∆+0lim00x x x f x x f (或()()+→∆∆-∆+0lim 0x xx f x x f )存在,则称其极限值为()x f 在0x 点的左(右)导数,记为:()00/-x f 或()0/x f -(或()()0/0/,0x f x f ++)。
左导数和右导数统称为单侧导数。
函数在某一点处有导数的充要条件:左导数和右导数存在且相等。
3 函数在某一区间上的导数:⑴在()b a ,内可导:如果函数()x f 在开区间()b a ,内每一点都可导,则说()x f 在()b a ,内可导(描述性)。
⑵在[]b a ,内可导:如果函数()x f 在()b a ,内可导且()()b f a f //,-+存在则说函数()x f 在[]b a ,上可导。
4 导函数:如果函数()x f 在区间I 上可导,则对于任意一个I x ∈都对应着唯一一个(极限的唯一性)确定的导数值()x f/,这样就构成了一个新的函数,称为函数()x f y =的导函数。
记为:()x f /或dx dy 或()dxx df 或/y ,由此可知函数()x f 某一点0x 处的导数实质是在点0x 处的导函数值。
解析:(1)区别()0/x f与()[]/0x f :()0/x f 表示函数()x f 在点0x 处的导函数值,而()[]/0x f 表示对函数值()0x f 这个常数求导,其结果为零。
(2)与在某一区间可导的关系:在某一区间可导就是在该区间上存在导函数。
5 可导与连续的关系:可导必连续,但连续不一定可导。
二,导数的几何意义: 当y=()x f 表示一条曲线时,则()x f/表示曲线在()y x ,点的切线的斜率,()x f /的正和负分别表示曲线在该点是上升还是下降. ()x f/的大小则表示曲线在该点的邻域内起伏的程度,()x f /越小说明曲线在该点的邻域内近似水平,反之()x f /越大说明曲线在该点的邻域内越陡,起伏明显。
解析:⑴用曲线上某点和增量点连线的割线的斜率的极限来表达曲线在某点的斜率。
⑵过曲线y=()x f 上的点(0x ,0y )的方程:①切线方程y -0y =()0/x f (x-0x ).②法线方程: y -0y =()()00/1x x x f --( ()0/x f ≠0)⑶如果点P(A,B)在曲线y=()x f 外,那么过P 点与曲线相切的切线有两条。
⑷若()0/x f=∞说明函数()x f 的曲线在点0x 处的切线与x 轴垂直。
若()0/x f=0则说明()x f 的曲线在点0x 处的切线与x 轴平行。
三,导数的四则运算如果函数()x u u =及()x v v =都在点x 具有导数,那么其和差积商(除分母为零的点外)都在点x 具有导数。
⑴()()[]()()x v x u x v x u ///±=±⑵()()[]()()()()x v x u x v x u x v x u ///+= ()[]()x ku x ku //=⑶()()()()()()()()()02///≠-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡x v x v x v x u x v x u x v x u ()()()()()02//≠-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡x v x v x kv x v k 解析:和差积可推广为有限项即:⑴()()()[]()()()x u x u x u x u x u x u n n //2/1/21±±±=±±±K K⑵()()()[]()()()[]()()x u x u x u x u x u x u x u x u kknk n n /121/21∑≡=K K 四,几类函数的求导法则1反函数的求导法则:如果函数()y f x =在区间y I 内单调且()0/≠y f 则它的反函数y=()x f1-在区间(){}y x I y y f x x I ∈==,内也可导,且()[]()y fx f //11=-或dydxdx dy 1=即:y是x的函数反函数的导数等于直接函数导数的倒数。
解析:⑴()0/≠y f且()y f x =在点y 处连续。
⑵反函数求导法则的几何意义:由于()x f/是函数()x f 的曲线上点x 处的切线与x 轴正向夹角α的正切。
而反函数()y f x =与y=()x f 在同一坐标系中有相同的曲线,只不过反函数()y f x =的自变量是y 所以导数()y f/就是y=()x f 曲线上x 的对应点y 处的同一条切线与y 轴正向夹角β的正切,因此:()()x fy f//1=即:αβtan 1tan =(α,β之和为2π) 2 复合函数的求导法则(链式求导):如果()x g u =在点x 可导,而y=()u f 在点()x g u =可导,则复合函数()[]x g f y =在点x 可导,且其导数为:()()x g u f dxdy//=或dx du du dy dx dy =。
解析:⑴复合函数整体在某点是否可导与()x g u =和()x g 在某点是否可导无关。
⑵逐层分解为简单函数在求导,不重,不漏。
3 隐函数求导法则:对方程()0,=y x F 所确定的隐函数求导,要把方程()0,=y x F 的两边分别对x 求导即可。
在求导过程中应注意y 是x 的函数,所以在对y 或y 的函数求导时应理解为复合函数的求导。
4 参数方程求导法则:由参数方程()()()βαψϕ≤≤⎩⎨⎧==t t y t x 所确定的y与x的函数的导数为:()()()t t x f ///ϕψ=。
解析:注意理解()()()()()()[]3///////////2t t t t t dtdx dt x df y dt dx dt dy y x ϕϕψϕψ-==⇒=。
5 对数求导法则:是求幂指数()()x fy x ϕ=型导数的有效方法即:对函数()()x f y x ϕ=的两边同时取对数,然后根据对数的性质将作为指数的函数()x ϕ化为与()x f ln 相乘的一个因子,再利用上述方法求导。
6 两个结论:⑴可微分的周期函数其导数仍为具有相同周期的周期函数。
⑵可微分的偶函数的导函数为奇函数,而可微分的奇函数的导函数为偶函数。
这个事实说明:凡对称于y 轴的图形其对称点的切线也关于y 轴对称。
凡关于原点对称的图形,其对称点的切线互相平行。
五,常见函数的一阶导数 ⑴0/=c (c为常数)⑵()1/-=a a ax x ⑶()x xa a a ⋅=ln /⑷()x xe e =/⑸()ax xaln 1log /= ⑹()x x 1ln /=⑺()x x cos sin /=⑻()x x sin cos /-=⑼()xx x 22/cos 1sec tan == ⑽()xx x 22/sin 1csc cot -=-=⑾()x x x tan sec sec /=⑿()x x x cot csc csc /-= ⒀()2/11arcsin x x -=⒁()2/11arccos x x --=⒂()2/11arctan xx +=⒃()2/11cot x x arc +-=⒄()chx shx =/⒅()shx chx =/⒆()xch x h thx 22/1sec ==⒇()xsh x h cthx 22/1csc ==(21)()112/+=x arcshx (22)()112/-=x archx(23)()2/11x arcthx -=六,高阶导数 设()x f/是函数()x f 在I 上的导数,并且()x f /也在I 上可导,则称()x f 在I 上二阶可导,并称()x f//的导函数是()x f 在I 上二阶导数,记为:()x f//或()()x f2,一般地,设()()()21≥-n x fn 是()x f 在区间I 上的()1-n 阶导函数并且()()x fn 1-也在I 上可导则称()x f 在I 上n阶可导,并称()()x f n 1-的导函数是()x f 在区间I 上的n阶导函数记为:()()x fn 当函数由()x f y =给出时()x f 的n阶导数也可表示为:(),,n n n dxy d y ()()x fn 。
若在0x 点的n阶导数常记为:()()()0000,,,x x dx x f d x x dx y d x x y x fxn n n nn ===。